纺织学报 ›› 2016, Vol. 37 ›› Issue (3): 60-65.

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组合式三维机织复合材料的制备及其抗高速冲击性能

  

  • 收稿日期:2014-12-29 修回日期:2015-11-25 出版日期:2016-03-15 发布日期:2016-03-16

Preparation and high velocity impact performance of combined 3-D woven composites

  • Received:2014-12-29 Revised:2015-11-25 Online:2016-03-15 Published:2016-03-16

摘要:

为研发轻质柔软的高效防护装备,以超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维为原料,以正交与准正交结构单元为基础,设计了8种组合式的三维机织结构,试制UHMWPE组合式机织复合材料。研究采用弹道侵彻试验及刚柔性试验测试了复合材料的抗高速冲击性能及柔软性,探讨了影响材料防弹性能及服用性能的主要因素。研究表明:正交结构单元能够有效抵抗剪切作用,适合作为冲击面。在高速冲击下,冲击面为正交结构单元的机织复合材料单位面积吸收能量值比冲击面为准正交结构单元的机织复合材料高出了35.7 %;但准正交结构单元对于抗拉伸作用具有优势,且准正交结构织物抗弯刚度值仅为组合式结构织物最大值的52 %,具有较好的柔软性。

关键词: 超高分子质量聚乙烯, 组合式结构, 复合材料, 抗高速冲击

Abstract:

In order to develop light and soft protective equipment, 8 kinds of combined woven structures were designed based on orthogonal structure unit and quasi orthogonal structure unit, the woves were made by UHMWPE fibers, and the high velocity impact performance was tested with ballistic penetration test, softness was tested with bending strength test. Factors affecting their bulletproof property and wearability were discussed. The results show that orthogonal structure unit exhibits better shear resistance and is for the impact face. Placing orthogonal structure unit close to the impact face is 35.7 % higher than quasi orthogonal structure unit of energy absorbed upon ballistic impact. It has also been found that quasi orthogonal structure unit gives better tensile resistance and leads to better softness, the value of its woven is only 52 % of combined woven.

Key words: ultrahigh molecular weight polyethylene, combined structure, composite, high velocity impact performance

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