芳纶编织物在高载荷下的使用寿命预测

针对预测芳纶绳带在降落伞上的使用寿命常采用半经验的方法,缺乏理论依据。通过研究高载荷下25-600型芳纶1414绳带蠕变行为和抗冲击性能,分别得到芳纶1414绳带载荷大小与蠕变断裂时间之间的拟合曲线和冲击强度与冲击次数之间的拟合曲线,用于预测其在高载荷下的使用寿命,并测定绳带试验前后的取向度和结晶度。结果表明:在蠕变过程中载荷大小与蠕变时间对数呈函数关系,其中单层和单圈两层绳带的拟合方程分别为ln t=33.65-0.33σ和ln t=32.45-0.31σ;冲击模型的斜率与截距均与蠕变模型呈2倍的关系,当样品承受相同载荷时,蠕变断裂时间对数与冲击次数之间的关系为ln t=An-B,即可用冲击次数预测绳带的蠕变断裂时间,反之亦然。芳纶1414绳带蠕变和冲击前后的取向度与结晶度表明,在相同载荷下,蠕变和冲击对绳带的损伤效果相同,这进一步证明25-600型芳纶1414绳带蠕变性能与冲击性能之间高度联系。

经编间隔织物多层复合材料的防刺性能

采用传统层压复合工艺将间隔织物与现有警用防弹插板中材料(芳纶无纬布/芳纶机织布),涂覆不同的黏合剂,制成间隔织物/芳纶无纬布/芳纶机织布夹层结构复合材料,考察其在准静态与动态穿刺状态下的防刺性能。实验结果表明:芳纶平纹机织布由于其紧密的结构特征,可以作为间隔织物的上表面抵挡有效防刺;同时间隔织物的下表面设计需较为紧密,以利于阻止刀尖的持续下刺;另外间隔织物的间隔丝可以有效将刀尖锁住,起到抗刺作用。研究结果表明,黏合剂对间隔织物及其夹层结构的防刺性能影响较大,采用强度、韧性、和粘结度较好的胶有利于提高材料的防刺性能。

芳纶及其复合材料在航空结构中的应用

阐述了芳纶的发展及品种、性能、特点与应用,并介绍芳纶织物的性能及其复合材料在航空结构尤其是直升机上的应用。结果表明:芳纶或混杂芳纶复合材料已作为二次结构材料在航空领域成熟应用,如超大型民航机波音B757的货舱、B787的客舱等,尤其是直升机的舱内、进气道、发动机壳、桨叶等部位的大量应用。指出应加速国产芳纶及其复合材料的自主研发进程,满足我国航空工业对先进复合材料的需求。

铺层混杂对复合材料层压板侵彻性能的影响

本文利用MTS和冲击侵彻测试装置 ,研究了由芳香族聚酰胺纤维、高强聚乙烯醇纤维制成的织物通过不同铺层方式与酚醛 PVB树脂复合的层压板的准静态和冲击侵彻性能。结果表明 ,芳香族聚酰胺织物层的加入能显著提高高强维纶织物树脂复合材料层压板的准静态侵彻刚度。随着芳纶混杂体积分数的提高 ,铺层混杂复合材料层压板的准静态侵彻阻力、穿孔能量 (或单位面密度穿孔能量 )将随之增加。从防护装具性能 重量比和性能 价格比的角度考虑 ,在芳香族聚酰胺与高强聚乙烯醇织物铺层混杂复合材料层压板中 ,高强聚乙烯醇纤维混杂体积分数可以确定为 2 0

等经纬密芳纶1313机织物撕破强力的实验研究

等经纬密平纹机织物常用作复合材料的基布。本文以芳纶1313短纤维为原料,试织了一组等经纬密平纹机织物,并采用单舌撕裂测试方法,实验研究了机织物撕破强力与织物经、纬密度之间的关系。结果表明:对高密织物,织物的撕破强力与织物经纬密度成正比;对中低密织物,织物的撕破强力与织物经纬密度成反比。该结论对复合材料选用基布、优化复合工艺具有一定的参考价值。

纱罗组织对芳纶织物交织阻力的影响

为增强芳纶机织物的纬纱交织阻力,将纱罗组织和平纹组织结合,以提升纬纱对横向抽拔作用的抵御能力。通过准静态纱线抽拔试验发现:在交织阻力-位移曲线的退屈曲区内,纬纱的最大交织阻力和经纬纱屈曲交换程度密切相关;在黏滑区内,曲线呈现出一种震荡衰减趋势;纱线所受的交织阻力和被抽拔纱线根数几乎呈线性关系;同时抽拔2根、3根和4根纱线的最大交织阻力对比于单纱抽拔的最大交织阻力的增幅分别是160%、289%和389%;纱罗组织的引入,有效增强了经纱对纬纱的握持性能。单纱抽拔试验结果表明,平纹/纱罗复合结构织物的纬纱所受最大交织阻力比平纹结构增加约20%。多纱抽拔试验结果表明,交织阻力的最大增量约为65%。

芳纶机织布混杂芳纶无纬布的防弹性能研究

通过采用不同芳纶机织布组合芳纶无纬布进行实弹打靶测试确定,在控制凹陷方面,CT709相对CT714优势较大;通过机织布放置在不同位置进行实弹打靶测试确定,机织布放置在最前面的防弹效果优于机织布放置在中间的位置;最终确定了4层CT709+21层防弹芳纶无纬布的防弹结构,此结构能抵御NIJ0101.06中ⅢA级别子弹的冲击,且能通过柔软度测试,面密度仅为5.2 kg/m^(2)。该结构在满足NIJⅢA测试的情况下,大幅提升了防弹衣的穿着舒适性。

基于芳纶平纹织物微观几何结构的纱线抽拔力学性能分析

为研究芳纶平纹织物纱线抽拔力学性能及各参数的影响规律,建立纱线抽拔数学模型,为后续数值模型提供理论基础。采用数字单元法模拟芳纶平纹织物织造过程,获得其微观几何模型,并计算得出纱线轮廓。在此基础上,使用ABAQUS模拟单纱抽拔过程,建立纱线厚度方向单层网格划分准则和纱线材料属性,获得横向预紧力、纱线间摩擦因数对纱线抽拔力学性能的影响规律及能量转换机制。结果表明:仿真所得抽拔力峰值和横向预紧力峰值与实验值仅差5.96%和-8.51%,外力做功主要通过摩擦耗散;随着横向预紧力和纱线间摩擦因数的增大,抽拔力峰值增长速度逐渐减缓,所建模型可较为准确地预测纱线抽拔性能。

碳化硅增强夹层复合材料的制备及防刺性能研究

为了提高芳纶无纺布的防刺性能,通过热压法制备碳化硅颗粒增强夹层防刺复合材料,将碳化硅颗粒与芳纶无纺布结合,探究碳化硅颗粒直径、含量及热压工艺对防刺性能的影响,并结合复合材料的刺口形貌和刺破强力-位移曲线图分析防刺机理。结果表明,复合材料的防刺性能随着颗粒目数的增大和含量的增加呈现出先增大后减小的趋势,当碳化硅颗粒目数为80目,含量为18 g时材料的刺破强力达到78.4 N,相较于未添加碳化硅颗粒的材料提高了124%。

废旧聚酯短纤/芳纶针刺纤维毡保温材料制备及工艺分析

为获得高性能保温纺织品材料,以芳纶机织物为底网支撑材料,芳纶针刺纤维网为辅网,将废旧聚酯短纤维铺网后与芳纶辅网、底网,经预针刺、主针刺加固,得到废旧聚酯短纤/芳纶针刺纤维毡。分析不同针刺工艺参数对废旧聚酯短纤/芳纶纤维针刺毡质量和厚度的影响,并测试纤维毡的保温性能和力学性能,分析纤维毡的孔隙率和厚度对保温性能的影响。结果表明:随着针刺密度以及针刺深度的增加,纤维毡单位面积质量逐渐增加,厚度不断降低;当纤维毡的厚度为6.5 mm,孔隙率为93%时,其保温率可达85.85%,传热系数为5.65 W/(m^(2)·K)。通过废旧聚酯短纤和芳纶复合可制备出一种高强度的新型保温纺织品材料。

芳纶1313/海藻酸钙纤维非织造布的性能

为了探究海藻酸钙纤维的掺入对芳纶/海藻非织造布阻燃、热防护等性能的影响,以无污染的混合方法制备了芳纶/海藻非织造布并对其性能进行了试验分析。结果表明:海藻纤维的掺入极大延长了点火时间,并抑制了芳纶的烟气释放。海藻酸钙纤维不仅有效改善了芳纶在450℃高温下的燃烧性能,留下更多的残余物进行热隔离,更改善了织物的阻燃性能。海藻纤维对提高芳纶/海藻非织造布的阻燃性能具有积极作用。