环氧单向复合材料力学性能和强度对比分析.pdf

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1、第39卷第1期塑料工业2011年1月CHINAPLASTICSINDUSTRYF一12和国产芳纶Ⅲ纤维／环氧单向复合材料力学性能和强度对比分析张淑慧，严密林，梁国正，崔红，张炜，邓婕(1．中石油集团石油管工程技术研究院，陕西西安710065；2．西北工业大学理学院应用化学系，陕西西安710072；3．西安航天复合材料研究所，陕西西安710025)摘要：采用单向复合材料缠绕型式，对F一12和国产芳纶Ⅲ纤维增强环氧复合材料进行力学性能测试，考核了两种芳纶纤维／环氧复合材料界面黏结性能，并进行了拉伸破坏机理与强度分析，获得了强度参数值。结果表明：两种芳纶纤维单向复合材料具有明显的

2、各向异性特征，轴向力学性能远高于径向力学性能；F一12／环氧复合材料力学性能优于国产芳纶Ⅲ／环氧复合材料性能；两种复合材料纤维／树脂界面粘接较差。关键词：芳纶纤维；单向复合材料；力学性能；强度分析中图分类号：TQ323．9文献标识码：A文章编号：1005—5770(2011)01—0073—04TheComparativeAnalysisofMechanicalPropertyandStrengthofF。12／DAFHI／EpoxyUnidirectionalCompositeZHANGShu。hui，YANMi‘ling，LIANGGuo—zheng，CUIHong，Z

3、HANGWei，DENGJie(1．CNPCTubul~GoodsResearchInstitute，Xi’an710065，China；2．DepartmentsofAppliedChemistry，SchoolofSciences，NorthwesternPolytechnicUniversity，Xi’an710072，China；3．Xi’anAerospaceCompositesResearchInstitute，Xi’an710025，China)Abstract：ThemechanicalpropertytestsofF一12aramidfiberanddom

4、esticaramidfiberIII(DAFm)reinforcedepoxycompositewereperformedtodeterminethemechanicalpropertyofcompositeandinterfacebondingpropertybetweenthetwoaramidfibersandepoxycompositebyunidirectionalcompositewindingtype．Thefailuretensilemechanismandstrengthwasanalyzed，andthestrengthparameterswereob

5、tained．Experi—mentresultsshowedthattwoaramidfiberscompositehadobviousanisotropycharacteristics．ThemechanicalstrengthofF一12aramidfiberandDAFⅢ／epoxycompositesinaxialdirectionwasmuchhJigherthanthatinra—dialdirection．rhemechanicalpropertyofF’12／epoxycompositewashigherthanthatofdomesticaramid11

6、Ifiber．Buttheinterfaeialpropertybetweenfiberandresinofthetwocompositewaspoor．Keywords：AramidFiber；UnidirectionalComposite；MechanicalProperty；StrengthAnalysis芳香族聚酰胺纤维(简称芳纶)是一种具有高“十五”期间由中蓝集团晨光化工研究院及广东彩艳强度、高模量、耐高温、耐化学腐蚀等优异性能的高化纤股份有限公司等单位研制的国产芳纶Ⅲ纤维，其科技纤维。其中由俄罗斯高分子纤维科学研究院、特性能与化学组成与F一12芳纶纤维类似，生产

7、的国产威尔化纤公司和卡门斯克化纤公司研制的F一12芳纶芳纶Ⅲ纤维拉伸性能达到4．4GPa以上，在高性能增纤维，是目前世界上规模化生产的对位芳酰胺纤维中强材料芳纶纤维国产化方面跨出了极为重要的一步。力学性能最好的品种，其拉伸强度为4．35—4．67F一12和国产芳纶Ⅲ纤维在应用中与之相匹配的GPa，是Kevlar-49的I．69倍¨。但由于F一12纤维树脂基体为环氧树脂体系。但由于这两种芳纶纤维属合成工艺过程中的杂环单体合成繁杂，工艺流程长、杂环芳香族聚酰胺三元共聚物，纤维表面含有少量羰收率低、成本高、单体稀贵，合成