UHMWPEF/CF复合界面胶黏特性及应用研究
发布时间：2021-10-14 11:59
为减少超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPEF）防弹复合材料因背凸对人体造成的非贯穿损伤,可将高刚性的碳纤维（CF）与之结合,将防弹装甲设计成为UHMWPEF/CF层间混杂复合结构。但因UHMWPEF化学惰性强,对树脂的选择性大,导致UHMWPEF/CF装甲材料复合层间难以实现良好的粘接。为解决该复合层界面粘接的难题,本课题从复合层间胶黏剂改性和UHMWPEF表面处理两方面着手,对树脂改性反应影响因素、改性反应动力学、改性树脂固化、纤维表面处理工艺及复合材料的胶黏特性等进行了研究。本文采用甲基丙烯酸（MAA）对E-51环氧树脂进行改性,制备了环氧甲基丙烯酸酯树脂。以体系酸值表征改性反应程度,研究了树脂改性过程中催化剂种类及用量、反应温度、反应时间对反应程度的影响,发现等质量的三乙胺（TEA）催化效果优于N,N-二甲基苯胺（DEB A）,且在一定范围内增加催化剂用量、提高反应温度,均可加快反应速率。在0.6%TEA催化下,研究了MAA改性环氧树脂的改性反应动力学,发现该反应为一级反应,且其反应活化能E=26.92kJ/mol,频率因子A=1.786s"1。此外,通过改性前后的树脂红外光谱（F...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．３靴板结构剖面卽＂１??
■化反应才能较好的完成ｔ８７ｌ。故本实验Ｗ?〇．６％ＴＥＡ作催化剂，分别在９（ＴＣ、１０（ＴＣ、??ｌｌ（ＴＣ下进行反应，定时取样分析，并将体系酸值随反应温度及时间的变化记录??于图３．３中。??从图３．３中可Ｗ看出：反应进行相同时间后，随反应温度的提高，体系酸值??水平逐渐降低。改性树脂体系在ｎ〇°Ｃ下反应化的酸值即低于在９０’Ｃ下反应化??的酸值，并且与ｌＯＯ’Ｃ下反应４ｈ的酸值相当，所Ｗ，反应温度在很大程度上影??响着反应速率的大小。这是因为在合理的温度范围内，反应温度越高，越多分子??被活化后参与反应，反应速率越快。如继续升高温度，环氧树脂的自聚合、丙巧??酸不饱和双键交联聚合等副反应难于控制［８３］。此外，还可Ｗ看出，同一反应温度??下，体系酸值随反应时间延长逐渐降低。反应进行的前化酸值降低幅度较大，??２２??
从式（３－句可＾看出，若ｌｎ（ｌ／（ｌ－ａ））－ｄ乍图呈一条直线，则可Ｗ说明反应为一??级反应。计算０．６〇／（ＴｒＥＡ催化，８（ＴＣ、９０°Ｃ、１０（ＴＣ、１１０‘Ｃ反应化过程中对应的??ｌｎ（ｌ／（ｌ－ｃ〇）值，并对ｄ乍图，如图３．５所示。从图３．５中可Ｗ看出ｌｎＵ／（ｌ－ｃ〇）－ｒ均??呈直线关系，故可Ｗ说明本研究中的改性反应属于一级反应Ｐ０１。??此外，随温度升高，根据化样点计算的ｌｎ（ｌ／（ｌ－ａ））值离散程度增加，即实测??值相对于回归直线对应的理论值出现偏差。８（ＴＣ、９（ＴＣ反应测试点的ｌｎ（ｌ／（ｌ－ｃ〇）??均匀分布在一条直线上，ｉｏｏ°ｃ反应时，取样点ｉｎ（ｉ／（ｉ－６ｔ））值略有偏离，而在ｉｉｃｒｃ??下进行反应时，ｌｎ（ｌ／（ｌ－ｃ〇）值离散较为明显。这是因为树脂改性过程中还伴有其??他副反应发生，虽然通过催化剂、阻聚剂的作用，可Ｗ提高主反应的选择性，有??２４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]甲基丙烯酸改性环氧树脂改进环氧胶膜性能研究[J]. 刘龙江. 粘接. 2014(06)
[2]国产PBO纤维研究现状及发展趋势[J]. 郭玲,赵亮,胡娟,许伟,严家策. 高科技纤维与应用. 2014(02)
[3]聚氨酯改性环氧树脂胶粘剂的制备[J]. 于勇. 橡塑资源利用. 2014(01)
[4]层间混杂复合材料的弹道侵彻性能研究[J]. 肖露,程建芳,柴晓明,张华鹏. 浙江理工大学学报. 2013(04)
[5]非等温DSC法研究环氧树脂体系固化动力学[J]. 李恒,王德海,钱夏庆. 固体火箭技术. 2013(02)
[6]复合材料多功能防弹板防弹性能研究[J]. 李欢秋,欧阳科峰,张仕. 玻璃钢/复合材料. 2013(01)
[7]纤维复合材料在装甲防护上的应用[J]. 段建军,杨珍菊,张世杰,刘涛,代丽丽. 纤维复合材料. 2012(03)
[8]对位芳纶产业化现状及其发展趋势[J]. 刘兆峰,曹煜彤,胡盼盼,张浩,周助胜,吴清基,杨拯. 高科技纤维与应用. 2012(03)
[9]UHMWPE纤维生产工艺技术研究[J]. 王爽芳,王发阳,邵绪泽. 江苏纺织. 2012(01)
[10]高性能纤维材料在警用装备领域的应用[J]. 杨旭,任雅楠,高晓清. 化工新型材料. 2011(10)
硕士论文
[1]新型环氧树脂的合成、结构和性能研究[D]. 刘恒昌.吉林大学 2014
[2]树脂基厚向混杂防弹复合材料的制备及侵彻机理研究[D]. 柴晓明.浙江理工大学 2014
[3]超高分子量聚乙烯在γ射线作用下的预辐照接枝改性[D]. 魏寒.东华大学 2013
[4]E44/KH550改性水性聚氨酯胶粘剂的合成及在UHMWPE纤维上的应用[D]. 肖家伟.东华大学 2013
[5]Kevlar129织物/PA防弹复合材料的制备及性能研究[D]. 程建芳.浙江理工大学 2013
[6]超声下液态氧化法对超高分子量聚乙烯纤维的表面改性研究[D]. 金军.东华大学 2010
[7]防弹纤维复合材料中树脂的性能研究[D]. 俞喜菊.上海交通大学 2007
[8]超高分子量聚乙烯纤维的表面改性及其应用研究[D]. 王结良.西北工业大学 2004
本文编号：3436116
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．３靴板结构剖面卽＂１??
■化反应才能较好的完成ｔ８７ｌ。故本实验Ｗ?〇．６％ＴＥＡ作催化剂，分别在９（ＴＣ、１０（ＴＣ、??ｌｌ（ＴＣ下进行反应，定时取样分析，并将体系酸值随反应温度及时间的变化记录??于图３．３中。??从图３．３中可Ｗ看出：反应进行相同时间后，随反应温度的提高，体系酸值??水平逐渐降低。改性树脂体系在ｎ〇°Ｃ下反应化的酸值即低于在９０’Ｃ下反应化??的酸值，并且与ｌＯＯ’Ｃ下反应４ｈ的酸值相当，所Ｗ，反应温度在很大程度上影??响着反应速率的大小。这是因为在合理的温度范围内，反应温度越高，越多分子??被活化后参与反应，反应速率越快。如继续升高温度，环氧树脂的自聚合、丙巧??酸不饱和双键交联聚合等副反应难于控制［８３］。此外，还可Ｗ看出，同一反应温度??下，体系酸值随反应时间延长逐渐降低。反应进行的前化酸值降低幅度较大，??２２??
从式（３－句可＾看出，若ｌｎ（ｌ／（ｌ－ａ））－ｄ乍图呈一条直线，则可Ｗ说明反应为一??级反应。计算０．６〇／（ＴｒＥＡ催化，８（ＴＣ、９０°Ｃ、１０（ＴＣ、１１０‘Ｃ反应化过程中对应的??ｌｎ（ｌ／（ｌ－ｃ〇）值，并对ｄ乍图，如图３．５所示。从图３．５中可Ｗ看出ｌｎＵ／（ｌ－ｃ〇）－ｒ均??呈直线关系，故可Ｗ说明本研究中的改性反应属于一级反应Ｐ０１。??此外，随温度升高，根据化样点计算的ｌｎ（ｌ／（ｌ－ａ））值离散程度增加，即实测??值相对于回归直线对应的理论值出现偏差。８（ＴＣ、９（ＴＣ反应测试点的ｌｎ（ｌ／（ｌ－ｃ〇）??均匀分布在一条直线上，ｉｏｏ°ｃ反应时，取样点ｉｎ（ｉ／（ｉ－６ｔ））值略有偏离，而在ｉｉｃｒｃ??下进行反应时，ｌｎ（ｌ／（ｌ－ｃ〇）值离散较为明显。这是因为树脂改性过程中还伴有其??他副反应发生，虽然通过催化剂、阻聚剂的作用，可Ｗ提高主反应的选择性，有??２４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]甲基丙烯酸改性环氧树脂改进环氧胶膜性能研究[J]. 刘龙江. 粘接. 2014(06)
[2]国产PBO纤维研究现状及发展趋势[J]. 郭玲,赵亮,胡娟,许伟,严家策. 高科技纤维与应用. 2014(02)
[3]聚氨酯改性环氧树脂胶粘剂的制备[J]. 于勇. 橡塑资源利用. 2014(01)
[4]层间混杂复合材料的弹道侵彻性能研究[J]. 肖露,程建芳,柴晓明,张华鹏. 浙江理工大学学报. 2013(04)
[5]非等温DSC法研究环氧树脂体系固化动力学[J]. 李恒,王德海,钱夏庆. 固体火箭技术. 2013(02)
[6]复合材料多功能防弹板防弹性能研究[J]. 李欢秋,欧阳科峰,张仕. 玻璃钢/复合材料. 2013(01)
[7]纤维复合材料在装甲防护上的应用[J]. 段建军,杨珍菊,张世杰,刘涛,代丽丽. 纤维复合材料. 2012(03)
[8]对位芳纶产业化现状及其发展趋势[J]. 刘兆峰,曹煜彤,胡盼盼,张浩,周助胜,吴清基,杨拯. 高科技纤维与应用. 2012(03)
[9]UHMWPE纤维生产工艺技术研究[J]. 王爽芳,王发阳,邵绪泽. 江苏纺织. 2012(01)
[10]高性能纤维材料在警用装备领域的应用[J]. 杨旭,任雅楠,高晓清. 化工新型材料. 2011(10)
硕士论文
[1]新型环氧树脂的合成、结构和性能研究[D]. 刘恒昌.吉林大学 2014
[2]树脂基厚向混杂防弹复合材料的制备及侵彻机理研究[D]. 柴晓明.浙江理工大学 2014
[3]超高分子量聚乙烯在γ射线作用下的预辐照接枝改性[D]. 魏寒.东华大学 2013
[4]E44/KH550改性水性聚氨酯胶粘剂的合成及在UHMWPE纤维上的应用[D]. 肖家伟.东华大学 2013
[5]Kevlar129织物/PA防弹复合材料的制备及性能研究[D]. 程建芳.浙江理工大学 2013
[6]超声下液态氧化法对超高分子量聚乙烯纤维的表面改性研究[D]. 金军.东华大学 2010
[7]防弹纤维复合材料中树脂的性能研究[D]. 俞喜菊.上海交通大学 2007
[8]超高分子量聚乙烯纤维的表面改性及其应用研究[D]. 王结良.西北工业大学 2004
本文编号：3436116
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