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1、第18卷第12期中国塑料Vol.18,No.122004年12月CHINAPLASTICSDec.,2004三维编织PE2UHMW纤维增强PMMA复合材料的力学性能研究3张玉朵,王玉林,黄远,万怡灶(天津大学材料科学与工程学院,天津300072)摘要:采用真空浸渍法制备了三维编织超高相对分子质量聚乙烯(PE2UHMW3D)/聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)复合材料,重点研究了该复合材料的力学性能、纤维体积含量对复合材料力学性能的影响以及吸湿前后力学性能的对比。研究表明,PE2UHMW3D/PMMA复合材料具有较好的冲击强
2、度。纤维经表面处理后,其弯曲强度、弯曲模量、横向和纵向剪切强度均有不同程度的提高,冲击强度略有下降。随着纤维体积含量的增加,横向剪切强度增加,纵向剪切和弯曲强度增加到一定程度反而下降。吸湿平衡后的力学性能有所下降。关键词:三维编织超高相对分子质量聚乙烯纤维;复合材料;力学性能中图分类号:TQ325.7、TQ327.1文献标识码:B文章编号:1001O9278(2004)12O0033O04StudyontheMechanicalPropertiesofThree2dimensionallyBraidedPE2UHMW
3、FiberReinforcedPMMAComposites3ZHANGYu2duo,WANGYu2lin,HUANGYuan,WANYi2zao(SchoolofMaterialsScienceandEngineering,TianjinUniversity,Tianjin300072,China)Abstract:Three2dimensionally(3D)braidedPE2UHMWfiberreinforcedPMMA(PE2UHMW3D/PMMA)compositeswerepreparedviavacuu
4、mimpregnation.Thecompositespossessedexcellentimpactstrengths.Thesurfacetreatmentofthefiberincreasedthemodulus,bendingandshearstrengths,how2ever,slightlydecreasedtheimpactstrength.Withincreasingoffibervolumefraction,thetransverseshearstrengthincreasedandthelongi
5、tudinalshearandbendingstrengthsexhibitedmaxima.Moisturesaturationhadanegativeeffectonthemechanicalproperties.Keywords:three2dimensionallybraidedPE2UHMWfiber;composite;mechanicalproperty超高相对分子质量聚乙烯(PE2UHMW)纤维是继限制了如环氧618(固化温度150℃)等一些固化温度碳纤维、芳纶纤维之后出现的一种高性能有机纤维,具较高
6、的树脂的应用,而PMMA是甲基丙烯酸甲酯有低密度、高模量、高强度的特点,其复合材料表现出(MMA)本体聚合的产物,聚合温度低(不超过100℃),较好的力学性能。聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)是一种而且具有良好的生物相容性。因此,本研究选用PM2热塑性树脂,长链高分子,具有很多优良的性能,如化MA基体制备三维编织PE2UHMW纤维增强PMMA学稳定性和耐候性好,物理力学性能较均衡,且轻质高(PE2UHMW3D/PMMA)复合材料。韧等。同时,复合材料在储存和使用时不免会处于湿热由于PE2UHMW纤维较低的玻璃化转变温度环
7、境中,影响其力学性能。近些年来,国内外对于碳纤(-125℃)及熔点(约145℃),在复合材料的制备中维、芳纶纤维、玻璃纤维等增强环氧树脂基复合材料吸[1～4]湿性能的研究很多,然而,对于三维编织超高相对收稿日期:2004O09O03分子质量聚乙烯纤维增强聚甲基丙烯酸甲酯复合材料天津市科技发展计划项目(013111711),天津市自然科学基的力学性能和吸湿性能的研究还未见报道。为此,笔金项目资助(013604211)3联系人者对PE2UHMW3D/PMMA复合材料的力学性能进行·34·三维编织PE2UHMW纤维增强PM
8、MA复合材料的力学性能研究了深入研究,并对比了其吸湿前后的力学性能。2)mm,每组5个。参照国标GB3357—82,在电热干燥箱中干燥至恒重(质量变化<1mg)放入PBS模拟体液1实验材料及方法中,每隔一定时间取出试样,用滤纸吸去表面浮液,用1.1主要实验材料分析天平称量,称量后立即放回模拟体液中。甲基丙烯酸甲酯(MMA),分析纯,天津市河东区
