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一種高性能纖維的創(chuàng)新應(yīng)用-蜂窩結(jié)構(gòu)

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2015-10-22  來源:紡織導(dǎo)報(bào)  瀏覽次數(shù):61
   復(fù)合材料領(lǐng)域,對(duì)位芳酰胺纖維(P-ARF)主要以織物和扁帶等形式使用,而間位芳酰胺纖維(m-ARF)則以蜂窩結(jié)構(gòu)等使用。

1  織物

意大利G.ANGELONI公司是專業(yè)生產(chǎn)高模P-ARF、高強(qiáng)碳纖維(HS-CF)、高模碳纖維(HM-CF)、聚芳酯“Vectran”纖維(LCPF)、GF及混雜織物和單向帶的廠家。

P-ARF織物及其混雜織物的品種有62種,PAN-CF及其混雜織物有100種,LCPF及其混雜織物有11種,MP-CF有 3 種,這些織物和單向帶可加工成各種美觀的復(fù)合材料制品。這些纖維還可與鈦、不銹鋼、銅、純金、銀等絲交織成各種創(chuàng)新織物。

圖   用高性能纖維加工的各種創(chuàng)新織物

美國(guó)A&P Technology公司生產(chǎn)各種P-ARF、CF、GF及其混雜纖維的編織套、單向織物、非織造布、機(jī)織物、編織扁帶、預(yù)成型體等,其中P-ARF套狀編帶就有21種規(guī)格,ARF與CF混雜編織套有15種,CF編織套19種,CF與其他纖維編織套22種。產(chǎn)品可用于飛機(jī)、自行車、游艇、風(fēng)電葉片等復(fù)合材料部件。

美國(guó)Saint-Gobain ADFORS公司生產(chǎn)各種角度補(bǔ)強(qiáng)的平紋織物,包括ARF、CF、GF、UHMWPEF、LCP、PBO、PET等纖維。用途有復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件、三維層壓元件、增強(qiáng)材料、建筑結(jié)構(gòu)、工程復(fù)合材料及層壓材料、船帆等。

2  非織造布

美國(guó)AFN先進(jìn)纖維非織造布公司隸屬Hollingsworth & vose公司,專業(yè)生產(chǎn)P-ARF和鍍鎳碳纖維及CF/GF吸波非織造布,其品種規(guī)格分別有 5、8 和 4 種。主要用途有輕量的吸波隱蔽物、大罐和管道復(fù)合材料、拉擠成型管道面層、EMI屏蔽材料、復(fù)合材料表面材料、蜂窩結(jié)構(gòu)表面、集成電路板穩(wěn)定層、隔熱材料、燃料電池部件和粘合劑襯底。

3  防彈復(fù)合材料

美國(guó)Clemson大學(xué)與軍隊(duì)研究實(shí)驗(yàn)室武器和材料研究理事會(huì)研究高比強(qiáng)度、高比剛性連續(xù)P-ARF增強(qiáng)的樹脂基復(fù)合材料的形成機(jī)理,其中涉及到的工藝參數(shù)包括分子鏈、微纖維、纖維、紗線、織物/層數(shù)、單層壓件、疊加層壓和層壓材料(圖30)。通過簡(jiǎn)化子彈沖擊方案的非線形動(dòng)態(tài)/固定元件的分析,找出最佳的成型工藝參數(shù)。

美國(guó)軍隊(duì)研究實(shí)驗(yàn)室一直從事士兵防護(hù)武器威脅的研究,包括P-ARF和UHMWPEF材料動(dòng)態(tài)性能的表征、材料動(dòng)力學(xué)造型和模擬、納米材料的合成和表征、聚合物基體材料的配置和表征、腦部受凸傷和爆破影響的神經(jīng)病表征、骨頭和軟組織在受武器作用的高速損傷機(jī)理的高性能計(jì)算模擬、骨頭和軟組織的物理表征。此外還開展了10項(xiàng)相關(guān)的應(yīng)用研究,目的是進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)輕量化,提高防護(hù)效果、降低成本和擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域。美國(guó)Fibrf lex公司是生產(chǎn)P-ARF、CF、GF、增強(qiáng)N-6、N-66、PPS、PEEK、ABS/PC、PEI、PP、FEP等復(fù)合材料的廠家,應(yīng)用于無人機(jī)和武器部件等。

值得一提的是,俄羅斯SVM、ARMOS、RUSAR、ARTEC等系列高性能芳雜環(huán)酰胺共聚纖維的防彈和高壓容器的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究也取得了重大成果,為推動(dòng)航空航天和國(guó)防軍工的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

我國(guó)的芳綸Ⅲ已有 4 家企業(yè)在小批量生產(chǎn),總產(chǎn)能450 t/a,為國(guó)防軍工作出了貢獻(xiàn),但產(chǎn)品更新?lián)Q代方面不及俄羅斯。

4  蜂窩結(jié)構(gòu)材料

美國(guó)Plascore公司是生產(chǎn)PN2航天級(jí)M?ARF蜂窩結(jié)構(gòu)材料、PNI商用m-ARF蜂窩材料、PK2 P-ARF蜂窩材料,還有鋁、PC和PP蜂窩材料的公司。PN2是由杜邦公司的Nomex?紙涂覆酚醛樹脂制成的,具有突出的阻燃性,主要用于飛機(jī)廚房和尾翼、導(dǎo)彈翼材、雷達(dá)天線罩、天線、軍用掩體、燃料罐、直升機(jī)旋葉、海軍艙壁結(jié)合板等。

圖  P-ARF增強(qiáng)的樹脂基復(fù)合材料的相關(guān)工藝參數(shù)

我國(guó)蘇州芳磊蜂窩復(fù)合材料有限公司和深圳昊天龍邦復(fù)合材料有限公司等公司都生產(chǎn)m-ARF、P-ARF和CF等蜂窩材料,廣泛應(yīng)用于飛機(jī)、無人機(jī)、直升機(jī)等的板材。

 
關(guān)鍵詞: 復(fù)合材料 高性能纖維
 
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