防切割服的研究现状及展望

随着社会的进步,人们越来越重视安全防护,对具有防切割性能的安全防护用纺织品的需求量不断攀升。因此,研发和应用这类产品显得尤为迫切。日常生活中,服装会被锋利的刀刃割损,传统的棉、毛面料不具备防切割功能,与刀刃接触时不仅会割断纤维造成材料浪费,还无法有效的保护皮肤。为了更好地开发防切割服装,综述了防切割服的研究现状。从纤维角度介绍了多种防割性能优越的纤维,如UHMWPE纤维、不锈钢金属丝、芳纶等;从纱线结构角度,介绍了混纺纱、包芯纱和包覆纱的性能;从织物角度介绍了针织、机织和复合织物的性能特点。最后指出了防割服的发展现状与不足之处,以及对未来发展的期望。

短切芳纶对生物炭/线型低密度聚乙烯复合材料性能的影响

生物炭复合材料因其良好的性能备受关注,但较差的抗冲击性能限制了其更进一步的应用。文中以短切芳纶、生物炭和线型低密度聚乙烯(LLDPE)为原料采用注塑工艺制备复合材料,探究了短切芳纶对生物炭/LLDPE复合材料性质与性能的影响规律。结果表明,短切芳纶的添加没有改变生物炭/LLDPE复合材料的晶面结构,短切芳纶、生物炭与LLDPE之间具有较好的界面相容性。短切芳纶增大了复合材料的热失重速率峰温,提高了复合材料的热稳定性、耐热性与结晶度。生物炭/LLDPE复合材料具有较佳的力学性能,其弯曲强度、弯曲模量、拉伸强度和拉伸模量分别为14.28 MPa,0.64 GPa,12.02 MPa和0.25 GPa。短切芳纶的添加降低了复合材料的弯曲强度、弯曲模量、拉伸强度、拉伸模量、抗蠕变强度和抗应力松弛能力,但是提高了复合材料的刚度、弹性尤其是韧性,复合材料的抗冲击强度最高可达9.40 kJ/m^(2)。制备的复合材料克服了生物炭复合材料的脆性缺陷,对于进一步拓宽生物炭复合材料的应用范围具有重要意义。

芳纶纤维复合材料切削加工研究进展

随着芳纶纤维复合材料的应用日益广泛,不仅需要进行成形加工,还需要二次加工以保证后续精确配合、连接和装配的需要,这就对加工精度、效率和成本提出了相应要求。二次加工多用切削加工,易出现翻边、分层、拉毛、抽丝、烧焦等加工缺陷,限制了该材料的进一步应用。为拓展其用途,迫切需要全面展开芳纶纤维复合材料的二次加工技术研究。阐述了芳纶纤维复合材料的组成、结构、性能特点和应用领域,并以此为依据论证了芳纶纤维复合材料的切削性能,分析了加工缺陷产生的原因。综述了国内外芳纶纤维复合材料的二次加工现状,阐述了其加工机理和实验研究进展,包括芳纶纤维复合材料的典型加工工艺(如切削加工、铣磨、激光、超声、水射流等),以及对于切削力、表面质量、刀具磨损、切削变形、加工缺陷等方面的研究。切削加工是实现芳纶纤维复合材料二次加工的成熟、高效方法,迫切需要开展一系列切削机理和试验研究。

芳纶纤维增强复合材料低温铣削研究

为了降低芳纶纤维增强复合材料铣削加工起毛、高温烧蚀缺陷,提高其切削性能和加工质量,采用液氮作为切削液进行数控铣床深冷切削。利用超大景深数码显微镜测量试样表面形貌,3D表面轮廓仪测量试样表面粗糙度,测力仪测量切削点切削力。建立了材料铣削过程模型;分析了纤维材料干铣削缺陷产生的原因;探讨了液氮深冷铣削机制。结果表明:相比于干切削,深冷切削时切速越高,表面质量越好,相同切速时深冷切削表面质量更佳;两种切削条件下,随着切速升高,主切削力均呈下降趋势,且深冷时下降得更加明显,当相同切速时深冷铣削主切削力较之干切削有所提高;纤维编织粘接成型点承受铣刀刃压力不足,以及纤维高温受力后出现自动避让和伸长的特性,导致铣削表面质量无法准确控制;深冷铣削力的提高,切削区温度的下降都对芳纶纤维加工缺陷的改善起到了积极作用。

芳纶纤维复合材料切削加工缺陷研究

为研究芳纶纤维复合材料切削加工缺陷,改进加工效果,对各种加工缺陷进行了深入分析和研究,进行了一系列钻铣试验。提出了避免加工缺陷的工艺方法。试验表明,采用人字形螺旋刃进行铣削,对工件进行预夹紧和工艺涂覆进行铣削和钻削,可以有效避免分层、翻边、抽丝、拉毛等工艺缺陷,使用高强高韧和耐磨性好的刀具材料,控制切削工艺参数,可有效避免烧焦现象的产生。

芳纶纤维复合材料切削性能与刀具选用

针对芳纶纤维复合材料的性能,进行了相应的车削、铣削和钻削基础工艺试验。结果表明,该材料呈现出切削力大、切削热不易散发、切削刀具磨损剧烈、树脂基材料影响切削性能、加工缺陷多,质量不稳定等切削性能;提出了相应切削刀具材料的选用原则,即应采用高硬耐磨的硬质合金或金刚石刀具材料进行切削;提出了车削、铣削、钻削加工该复合材料的刀具应具备的结构形式和几何参数。

芳纶短纤维在轿车子午线轮胎胎面胶中的应用

研究芳纶短纤维在轿车子午线轮胎胎面胶中的应用。结果表明:在轿车子午线轮胎胎面胶中直接加入芳纶短纤维,胶料性能较差,且芳纶短纤维用量越大的胶料性能越差;添加分散剂TNB88并采用恒温密炼工艺后,添加芳纶短纤维的胶料门尼粘度和门尼焦烧时间变化不大,硫化速度加快,强伸性能、耐磨性能、压缩疲劳性能、抗切割性能、炭黑分散性能和动态力学性能均较好,其中添加2份芳纶短纤维的胶料比添加4份芳纶短纤维的胶料综合性能更好。

抄造工艺对PCB用对位芳纶纸性能的影响

探讨了对位芳纶浆粕用量、浆粕的内在性能及增强剂含量对芳纶纸性能的影响。研究结果表明,印刷电路板(PCB)用对位芳纶原纸的抗张指数和撕裂指数与对位芳纶浆粕用量、浆粕的内在性能及增强剂用量有着密切的关联。

芳纶短纤维在轮胎性能改进中的应用

通过研究芳纶短纤维对天然橡胶(NR)性能的影响,探讨芳纶短纤维在轮胎性能改进中的应用。结果表明:芳纶短纤维可以提高NR胶料300%定伸应力和撕裂强度;可以改善胎侧胶的抗刺扎性能和抗切割性能,胎侧胶添加芳纶短纤维的矿山轮胎使用寿命延长;芳纶短纤维在胎侧胶中的适合用量为3～4份。

芳纶纤维材料低温冷却车削加工性能

芳纶纤维复合材料在传统车削加工中易出现严重起毛和高温烧蚀等缺陷。为了提高其切削性能,采用液氮作为低温冷却媒介进行车削加工试验,并对材料的干车削及低温车削试验结果进行了分析,对液氮低温车削机理进行了探讨。结果表明,随着主轴转速的增加,材料表面质量得到一定改善,特别是在1 340r/min时得到了最佳表面;在低温车削中,在各种转速条件下,材料表面质量都较好;在相同的主轴转速下,低温车削表面质量都好于干车削,且纤维起毛、高温烧蚀被有效抑制。说明降低切削温度对芳纶纤维材料车削缺陷的改善有积极作用。

芳纶纤维增强复合材料的微铣削与铣磨精加工

芳纶纤维增强复合材料极难加工,且材料本身具有各向异性,因此其在加工后表面质量并不理想,常会出现分层、烧焦、拉毛等缺陷。针对上述问题,本研究对芳纶纤维增强复合材料分别进行了微铣削和铣磨试验,对比分析了两种加工试样的表面粗糙度和微观形貌以及两种工艺的切削机理。结果表明:微铣削加工后表面粗糙度随着进给速度的增加呈现先增后减的趋势;铣磨加工后表面粗糙度随进给速度的增加而增大,且远大于微铣削的表面粗糙度。试验发现,微铣削加工中拉毛现象明显;而铣磨加工表面存在大量白色凝结物,通过在加工过程中引入风冷工艺可有效减少凝结物的生成,从而有效地提高表面质量。

对位芳纶纤维在切边V带中的应用

试验研究对位芳纶纤维应用在切边V带中,可以提高带体的横向刚性和模量,提高了胶带的耐负荷性,降低了胶带的滑差率和生热,延长了胶带的使用寿命。试验结果表明:随着对位芳纶纤维在氯丁橡胶中用量的增加,可以大幅度提高氯丁橡胶的撕裂强度、拉伸强度、定伸长负荷力、模量和硬度等物理性能。

微铣削加工芳纶纤维增强复合材料刀具磨损研究

采用微铣刀对芳纶纤维增强树脂基复合材料(AFRP)进行加工试验,对刀具磨损形式和形态进行系统研究,探索不同切削参数对刀具磨损的影响规律,分析微铣削AFRP时刀具磨损机理。结果表明:AFRP微铣削刀具主要磨损形式按顺序依次是刀尖破损、涂层脱落、磨粒磨损和工件材料粘结。切削速度对刀具磨损影响最大,刀具磨损量随切削速度的增大而增大,且随切削体积增加刀具磨损率越高,V_(c)=34.56m/min时可获得较小的刀具磨损和较高的加工效率;进给速度影响次之,刀具磨损量随进给速度的增大而减小,V_(f)=0.09m/min时刀具磨损较小;铣削深度对刀具磨损影响很小。

芳纶短纤维在泥地轮胎胎面胶中的应用

研究芳纶短纤维在泥地轮胎胎面胶中的应用。结果表明:与未添加芳纶短纤维的胶料相比,添加芳纶短纤维的胶料焦烧时间和正硫化时间略有延长,硫化返原时间呈缩短趋势;硫化胶的抗切割和抗刺扎性能明显提高,损耗因子减小,剪切温升明显降低;当芳纶短纤维用量为3份时性能最佳;成品轮胎的耐久性能随着芳纶短纤维用量增大而提高。

微铣削芳纶纤维增强复合材料切削力信号特征试验研究

现阶段对芳纶纤维增强复合材料(Aramidfiberreinforcedcomposite,AFRP)的研究多集中于表面缺陷抑制方法的研究,而对表面创成机理系统性研究的却很少。基于此,试验研究了AFRP在微细铣削中切削力的变化趋势及其作用机理,总结了切削力宏观变化规律,并分析了微铣削力信号波形与AFRP结构特性之间的对应关系,得出了不同切削工艺参数下微铣削力的变化趋势,发现了铣削过程中出现的切削力峰谷异向交替变化规律;在切削力的微观分析中,发现了微细铣削中的主齿切削现象,并分析了该现象对切削力以及表面形貌的影响。试验研究表明:由于AFRP纤维层的编织形态和各向异性,铣削力波形宏观上表现出周期性的波动,三种切削状态参数充分表征了切削力的变化状态,包括峰谷异向交替变化规律、主齿切削现象等;主齿切削现象易导致切削力负荷过大,刀具磨损大,加工质量差,应尽量使切削状态更加平稳。该试验研究对AFRP微细铣削过程中毛刺等缺陷抑制、去除以及表面质量提升方法的进一步研究有一定指导意义。