uhmwpe纤维绳索的纺织工艺和力学性能研究

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1、UHMWPE纤维绳索的纺织工艺和力学性能研究(1)摘要超高分子量聚乙烯（ＵＨＭＷＰＥ）纤维是继芳纶、碳纤维之后的第三大高性能纤维，具有高强度、高模量、抗冲击、耐酸碱腐蚀、耐磨损、低密度等优点，在军事工业、航空领域、民用领域均有不可替代的作用，绳索是ＵＨＭＷＰＥ纤维的最大应用领域之一。目前国内对ＵＨＭＷＰＥ纤维绳索的相关研究还较少，主要对ＵＨＭＷＰＥ纤维拧绞绳的力学性能进行了研究，对编织绳的研究很少，并且缺乏深入和系统的研究，为此本文对ＵＨＭＷＰＥ编织绳进行了系统的研究和分析。首先，对绳索、ＵＨＭＷＰＥ纤维以及ＵＨＭＷＰＥ纤维绳索的特点、发展应用情况进行了介绍

2、，然后对不同细度的ＵＨＭＷＰＥ纤维复丝材料拉伸性能、蠕变性能进行实验测试和数学模型的理论分析。表明ＵＨＭＷＰＥ纤维是目前用于绳索编织的最优材料，具有质量轻、高强度、高模量、低伸长的特性。其次，对ＵＨＭＷＰＥ绳索结构进行设计并简单介绍了编织工艺过程。发现加捻捻度越低，绳索的强度越高，所以应尽可能的采用低捻度或无捻度纤维减少纤维用量及拉伸强度的损失，捻度在１５．２５捻／ｍ为宜。通过对原料复丝和绳索结构参数的关系进行理论研究，得到每股的复丝根数Ｎ与绳索直径的关系方程：Ｎ＝Ｄ２?６２（Ｃ．，ＯＳＯｒ／（ｄ２?８１?么），这为绳索的实际生产提供了理论公式，大大减少了绳

3、索设计过程中的人力和时间，具有重要的实际意义。UHMWPE纤维绳索的纺织工艺和力学性能研究(1)摘要超高分子量聚乙烯（ＵＨＭＷＰＥ）纤维是继芳纶、碳纤维之后的第三大高性能纤维，具有高强度、高模量、抗冲击、耐酸碱腐蚀、耐磨损、低密度等优点，在军事工业、航空领域、民用领域均有不可替代的作用，绳索是ＵＨＭＷＰＥ纤维的最大应用领域之一。目前国内对ＵＨＭＷＰＥ纤维绳索的相关研究还较少，主要对ＵＨＭＷＰＥ纤维拧绞绳的力学性能进行了研究，对编织绳的研究很少，并且缺乏深入和系统的研究，为此本文对ＵＨＭＷＰＥ编织绳进行了系统的研究和分析。首先，对绳索、ＵＨＭＷＰＥ纤维以及ＵＨ

4、ＭＷＰＥ纤维绳索的特点、发展应用情况进行了介绍，然后对不同细度的ＵＨＭＷＰＥ纤维复丝材料拉伸性能、蠕变性能进行实验测试和数学模型的理论分析。表明ＵＨＭＷＰＥ纤维是目前用于绳索编织的最优材料，具有质量轻、高强度、高模量、低伸长的特性。其次，对ＵＨＭＷＰＥ绳索结构进行设计并简单介绍了编织工艺过程。发现加捻捻度越低，绳索的强度越高，所以应尽可能的采用低捻度或无捻度纤维减少纤维用量及拉伸强度的损失，捻度在１５．２５捻／ｍ为宜。通过对原料复丝和绳索结构参数的关系进行理论研究，得到每股的复丝根数Ｎ与绳索直径的关系方程：Ｎ＝Ｄ２?６２（Ｃ．，ＯＳＯｒ／（ｄ２?８１?么），

5、这为绳索的实际生产提供了理论公式，大大减少了绳索设计过程中的人力和时间，具有重要的实际意义。最后，探讨绳索工艺参数对绳索力学性能的影响，经实验测试及理论分析表明绳索的断裂强力随节距的增大而增大，但当节距增大到一定数值后，绳索的强力逐渐趋向与某一定值；绳索的强力与绳索的结构和直径有关，通过对节距和直径比值与强力关系研究，发现绳索的节距与直径的比值大于１２时，绳索强力最佳，这对于实际生产中绳索的结构优化具有重要的意义和作用，可以很好的指导实践；绳索经过１０００次的疲劳拉伸后的强力都高于疲劳前的强力，绳索断裂强力的提高率甚至达到１０．７％。关键词：ＵＨＩｄＷＰＥ纤

6、维；绳索；编织工艺；结构参数；力学性能ＩＩＩｌｌｌｌＵＵｌｌｌｌＩＩＩＭｌｌＩＩＹ２３３８００９ＳｔｕｄｙｏｎｔｈｅＫｎｉｔｔｉｎｇＰｒｏｃｅｓｓａｎｄＭｅｃｈａｎｉｃａｌＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＵＨＭＷＰＥＦｉｂｅｒＲｏｐｅＡｂｓｔｒａｃｔＵＨＭＷＰＥａｎｄｆｂｅｒｉｓｔｈｅｔｈｉｒｄｌａｒｇｅｓｔｈｉｇｈ—ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｆｉｂｅｒｊｕｓｔａｆｔｅｒａｒａｍｉｄｆｉｂｅｒｃａｒｂｏｎｆｉｂｅｒ，ｗｉｔｈｈｉｇｈｓｔｒｅｎｇｔｈ，ｈｉｇｈｍｏｄｕｌｕｓ，ｉｍｐａｃｔｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ，ａｃｉｄａｎｄａｌｋａｌｉｆｉｂｅｒｐｌａｙｓｒｅｓｉｓｔａｎｃ

7、ｅ，ｗｅａｒｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ，ｌｏｗｄｅｎｓｉｔｙｉｎｔ１１ｅｍｉｌｉｔａｒｙｉｎｄｕｓｔｒｙ，ｔ１１ｅｆｉｅｌｄｏｆｅｔｃ．．ＵＨＭＷＰＥａｎｉｒｒｅｐｌａｃｅａｂｌｅｒｏｌｅｏｆｔｈｅｂｉｇｇｅｓｔｆｉｂｅｒｒｏｐｅａｖｉａｔｉｏｎ，ｃｉｖｉｌｉａｎａｒｅａｓ，ａｎｄｏｎｏｎｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｆｉｅｌｄｓｏｆＵＨＭＷＰＥｆｉｂｅｒｉｓｒｏｐｅ．Ａｔｐｒｅｓｅｎｔ，ｒｅｓｅａｒｃｈｉｓｌｅｓｓｉｎＣｈｉｎａ，ｍａｉｎｌｙｏｎＵＨＭＷＰＥｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｙｏｆＵＨＭＷＰＥｆｉｂｅｒｔｗｉｓｔｗｉｒｅｓｔｒａｎｄ，ｌａｃｋｏｆ

8、ｉｎ－ｄｅｐｔｈｂｕｔｌｅｓｓｓｔｕｄｙｏｆｂｒａｉ