本文選題：芳綸纖維 + 超高分子量聚乙烯纖維�。� 參考：《浙江理工大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：隨著科技的發(fā)展,人們對于防護(hù)裝備的要求不再局限于優(yōu)異的防護(hù)性能,同時也追求輕便、柔軟等舒適性。如何設(shè)計出高效、輕質(zhì)的防護(hù)裝備是目前該領(lǐng)域重要課題之一。纖維復(fù)合材料在防彈領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展越發(fā)廣闊,高性能纖維常以機(jī)織物、無緯布等形式存在,且預(yù)制件原料、組織結(jié)構(gòu)、厚度、復(fù)合形式及其制備工藝、層合方式等因素對于材料的防彈性能具有較大的影響。本文在課題組前期研究的基礎(chǔ)上,優(yōu)化剪切增稠液體(STF)制備工藝及復(fù)合工藝;以芳綸纖維(Kevlar)、超高分子量聚乙烯纖維(ultra-high molecular weight polyethylene,簡稱UHMWPE)為原料,采用Kevlar平紋織物、UHMWPE無緯布(UD布)及課題組自織的織物,改變鋪層位置、角度、織物結(jié)構(gòu),設(shè)計21種平面方向的復(fù)合形式,46種厚度方向的復(fù)合形式,對疊層織物進(jìn)行實彈射擊試驗,分析高性能纖維織物復(fù)合形式對其防彈性能的影響,探究相對最優(yōu)的織物復(fù)合形式。主要得到以下結(jié)論:(1)優(yōu)化STF制備工藝,采用電動攪拌器與超聲波振動儀共同作用,控制溫度為25℃,制得混合均勻的STF分散體系;優(yōu)化STF復(fù)合工藝,在干態(tài)STF復(fù)合工藝研究基礎(chǔ)上,利用UD布密封工藝,使STF以液體形式存在于織物中。以4種不同SiO2固含量的STF分別浸漬高性能纖維束與織物,隨著SiO2固含量的增加,有效提高纖維與織物的基本性能。(2)采用包纏處理的Kevlar纖維、丙綸,織造9種芳綸/丙綸混雜織物,經(jīng)STF復(fù)合后,克重提高35%左右,透氣率隨著丙綸間距的增大而變大,織物層數(shù)增加,其透氣率下降,且四層織物中外層交織阻力較小,中間兩層交織阻力明顯提高。采用加以弱捻的UHMWPE無捻絲,設(shè)計織造8種組合式結(jié)構(gòu)織物,與正交結(jié)構(gòu)相比,準(zhǔn)正交結(jié)構(gòu)的紗線緊密度較高,兩者組合后使得織物舒適性能提高。(3)平面方向復(fù)合形式的織物中,織物層數(shù)確定為4層,改變鋪層位置、角度,平紋織物作為沖擊面具有較好的防彈性,且沖擊面彈孔面積較大,纖維剪切斷裂平整;以0°/75°/150°/225°角度鋪層,各層之間的各向異性最為明顯,沖擊能量傳遞方向不斷改變,具有較好的防彈性能。組合式結(jié)構(gòu)織物中,正交結(jié)構(gòu)單元能夠有效抵抗剪切作用,適合作為沖擊面。在高速沖擊下,沖擊面為正交結(jié)構(gòu)單元的織物單位面密度吸收能量值比沖擊面為準(zhǔn)正交結(jié)構(gòu)單元的織物高出了35.7%,但準(zhǔn)正交結(jié)構(gòu)單元對于抗拉伸作用具有優(yōu)勢。(4)實彈射擊基礎(chǔ)試驗中,隨著子彈沖擊速度提高,子彈由圓形頭轉(zhuǎn)換為尖形頭,疊層織物單位面密度吸收能量均下降,子彈剪切作用力對織物的破壞層數(shù)增多;而相近沖擊速度下,疊層織物厚度增加,其單位面密度吸收能量相應(yīng)提高;30層Kevlar平紋織物符合警用防彈衣2級防護(hù)等級,而50層UD布滿足3級防護(hù)等級。(5)厚度方向復(fù)合形式的織物中,確定疊層織物理論厚度為1cm,改變織物角度,單一織物與復(fù)合織物的角度為15°時,織物各層之間的各向異性最為明顯;改變織物組合形式,UD布的厚度在復(fù)合織物中占得比例越大,織物的防彈性能越好,且交換兩種織物前后位置,以UD布作為沖擊面的試樣單位面密度吸收能量相對較高;間隔Kevlar平紋織物與UD布層數(shù)均為2層時,能量傳遞方向在經(jīng)向與經(jīng)緯向不斷替換,復(fù)合織物消耗子彈沖擊能量值最大;在5種相同厚度的不同結(jié)構(gòu)織物中,UHMWPE纖維織物強度優(yōu)于Kevlar織物,結(jié)構(gòu)為AAABB的Kevlar三維織物抵抗沖擊作用力的能力最優(yōu)。
[Abstract]:With the development of science and technology , the requirement of protective equipment is no longer limited to excellent protective performance , and it is one of the most important topics in this field . ( 2 ) The density of the fabric is increased by 35 % , and the air permeability decreases with the increase of the spacing of the polypropylene fiber . ( 5 ) In the composite fabric with the thickness direction , it is determined that the theoretical thickness of the laminated fabric is 1 cm , the angle of the fabric is changed , and the angle of the single fabric and the composite fabric is 15 degrees .

【學(xué)位授予單位】：浙江理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TS106

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本文編號：1761994