国产芳纶纤维增强环氧复合材料的压缩性能

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1、固体火箭技术第40卷第2期JournalofSolidRocketTechnologyVo1．40No．22017国产芳纶纤维增强环氧复合材料的压缩性能①钟翔屿，包建文，张代军，张连旺(先进复合材料重点实验室，北京航空材料研究院，中航工业复合材料技术中心，中航复合材料有限责任公司，北京100095)摘要：采用不同弹性模量的环氧树脂基体与国产芳纶Ⅲ纤维制备了复合材料，研究了复合材料压缩性能及其影响因素，分析了环氧树脂模量、芳纶纤维束张力、压缩测试方法等因素对复合材料压缩强度测试结果的影响规律。研究表明，环氧模量、纤维束张力的提高有利于压缩

2、强度的提高，正交铺层的压缩测试方法有利于表征复合材料压缩本征性能。同时，探讨了芳纶纤维压缩失效的机理，提出了提高芳纶纤维复合材料压缩性能可能的途径。关键词：芳纶；环氧；压缩强度中图分类号：V258文献标识码：A文章编号：1006—2793(2017)02—0244—06DoI：10．7673／j．issn．1006-2793．2017．02．020CompressionperformanceofepoxymatrixcompositereinforcedbydomesticaramidfiberZHONGXiang—yu，BAOJian

3、—wen，ZHANGDai-jun，ZHANGLian-wang(ScienceandTechnologyonAdvancedCompositesLaboratory，BIAM，AVICCompositeCenter，AVICCompositeCorporationLTD，Beijing100095，China)Abstract：Thecompressionperformanceofcompositereinforcedbydomesticaramid(FanglunIl1)fiberbasedbyepoxymatricwithdiff

4、erentelasticmoduluswasstudied．Theeffectsofmodulusofmatrix，tensionoftow，testmethodsofcompressiononcom-pressionperformanceofcompositewereinvestigated．Theresultsshowthecompressionstrengthofcompositescouldbeimprovedwiththeincreasingofmodulusofepoxymatrixandtowtension．Thesamp

5、lesoforthogonalplyshowthehigherintrinsiccompressionstrengthofaramidcompositethanunidirectionalply．Thefailuremechanismoncompressionwasdiscussedandthemethodsofin—creasingcompressionperformanceofaramidcompositewererecommended．Keywords：aramid；epoxy；compressionstrengthO引言点造成的

6、。其中，最突出的是压缩强度偏低和与树脂芳纶纤维是聚芳酰胺纤维的一类总称，对位芳纶基体界面性能差，国内外对芳纶纤维及其复合材料的分子结构上的酰胺基团与苯环形成共轭效应，内旋位改进也主要集中在界面研究优化J。芳纶纤维增强能高，分子链节呈平面刚性伸直链，分子对称性高，定复合材料难以在承受压缩载荷较大的场合应用，虽然向程度和结晶度高。因此，芳纶纤维具有高拉伸强度芳纶纤维复合材料在拉伸强度具有比强度较高的优和拉伸模量、低密度、优良吸能性和减震、耐磨、耐冲势，可在压力容器制造领域具有优势，但压缩性能和界击、抗疲劳、尺寸稳定等优异的力学和动态性能¨J

7、。面差的劣势仍限制了芳纶纤维的应用，为扩展芳纶纤芳纶纤维早期用于承载较为单一的结构材料，而后逐维复合材料应用范围，提升其压缩强度和层间剪切强渐为碳纤维所替代，而芳纶纤维转向主要用于防弹、透度是重要的途径。波等功能材料领域，这主要是由于芳纶纤维作为结构随着复合材料的结构／功能一体化的趋势，对芳纶复合材料，尤其是航空航天结构的应用具有明显的弱提出了更高的要求，国产芳纶Ⅲ纤维正是针对该需求①收稿日期：2016-09-06；修回日期：2016—11-07。基金项目：国家高技术研究发展计划(2015AA03A204)。作者简介：钟翔屿(1976一

8、)，男，高级工程师，主要从事先进树脂基复合材料研究。E．mail：13611248834@139．tom·-·-——244-——2017年4月钟翔屿，等：国产芳纶纤维增强环氧复合材料的压缩性能第2期开发的新