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超临界二氧化碳制备硅酮粉改性PE-UHMW发泡材料
1
作者 秦升学 蓝文康 +2 位作者 张弘斌 周海萍 刘杰 《工程塑料应用》 北大核心 2025年第6期32-37,共6页
超高分子量聚乙烯(PE-UHMW)由于具有极高的分子量,其泡沫材料非常适用于超低温保温和吸油分离等领域。然而,PE-UHMW的极高熔体强度使泡孔增长困难,材料可发泡性较差。为解决该问题,利用硅酮粉改性PEUHMW,通过超临界二氧化碳对改性前后PE... 超高分子量聚乙烯(PE-UHMW)由于具有极高的分子量,其泡沫材料非常适用于超低温保温和吸油分离等领域。然而,PE-UHMW的极高熔体强度使泡孔增长困难,材料可发泡性较差。为解决该问题,利用硅酮粉改性PEUHMW,通过超临界二氧化碳对改性前后PE-UHMW进行发泡,研究了硅酮粉含量对PE-UHMW发泡性能的影响。结果表明,添加硅酮粉后,改性PE-UHMW熔体流动性得到提高,可通过双螺杆挤出机熔融加工,材料发泡倍率、泡孔密度与泡孔均匀性显著提高,泡孔尺寸减小。当硅酮粉质量分数为4%时,改性PE-UHMW具有较好的熔体加工与发泡的综合性能。此外,研究了不同饱和压力和发泡温度对硅酮粉质量分数为4%的PE-UHMW发泡性能的影响,发现随着饱和压力的增加,泡孔密度增加,泡孔尺寸和发泡倍率减小;而随着发泡温度的升高,发泡倍率先增加后降低,泡孔密度减小,泡孔尺寸增大。当饱和压力为20.68 MPa、发泡温度为130℃时,硅酮粉质量分数为4%的PE-UHMW泡沫的泡孔密度为1.25×10^(9)个/cm^(3),平均泡孔直径为9.33μm,而纯PE-UHMW泡沫的泡孔密度为3.54×10^(6)个/cm^(3),平均泡孔直径为69.59μm。硅酮粉的加入有效改善了PE-UHMW的熔体加工性能和发泡性能,有利于促进PE-UHMW在泡沫材料中的应用。 展开更多
关键词 超高分子量聚乙烯 硅酮粉 熔体加工 超临界二氧化碳 发泡
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无孔双向拉伸超高分子量聚乙烯薄膜的成型工艺及性能
2
作者 王荣勇 李景波 刘小超 《工程塑料应用》 北大核心 2025年第3期96-103,共8页
采用薄膜双向拉伸试验机制备了无孔双向拉伸超高分子量聚乙烯(PE-UHMW)薄膜,探究了双向拉伸PEUHMW薄膜的成型工艺,研究了双向拉伸工艺参数对双向拉伸PE-UHMW薄膜晶体结构、力学性能以及光学性能的影响。结果表明,当拉伸速率达到200%/s... 采用薄膜双向拉伸试验机制备了无孔双向拉伸超高分子量聚乙烯(PE-UHMW)薄膜,探究了双向拉伸PEUHMW薄膜的成型工艺,研究了双向拉伸工艺参数对双向拉伸PE-UHMW薄膜晶体结构、力学性能以及光学性能的影响。结果表明,当拉伸速率达到200%/s或者拉伸比大于3×3时,有助于PE-UHMW薄膜中串晶结构的形成。双向拉伸PE-UHMW薄膜中仅有正交晶存在,双向拉伸可以显著减小薄膜的晶粒尺寸。双向拉伸对PE-UHMW薄膜的力学性能影响显著,随着拉伸速率以及拉伸比的增大,薄膜的拉伸强度也随之增大,当薄膜中出现串晶结构后薄膜拉伸强度增大更加明显,拉伸比为6×6的薄膜在纵向与横向的拉伸强度分别达到了201.7 MPa与183.7 MPa,相比未拉伸前提高了4.56倍和3.69倍。薄膜的耐穿刺强度随着薄膜拉伸比的增大而增大,拉伸比为6×6的薄膜耐穿刺强度达到了623.3 N/mm,是未拉伸前的9.7倍。拉伸比达到3×3后,薄膜透光率稳定在93%左右,而薄膜的雾度受晶粒尺寸的影响随着拉伸速率以及拉伸比的增大呈现先减小后增大的趋势。无孔双向拉伸PE-UHMW薄膜具有较高的强度以及良好的透光率,在包装领域具备潜在的应用前景。 展开更多
关键词 超高分子量聚乙烯薄膜 双向拉伸 晶体结构 力学性能 光学性能
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TiO_(2)纳米粒子对超高分子量聚乙烯耐磨性能影响
3
作者 隋洋 魏鹏 +3 位作者 杨芝超 丛川波 孟晓宇 周琼 《石油化工》 北大核心 2025年第7期965-971,共7页
将改性TiO_(2)(m-TiO_(2))纳米粒子分散到超高分子量聚乙烯(UHMWPE)溶液中,随后通过快速沉淀法制备了兼具高流动性和高耐磨性的UHMWPE/TiO_(2)纳米复合材料。利用TEM、SEM、DSC、DMA、往复摩擦试验等方法探究了m-TiO_(2)纳米粒子对UHMWP... 将改性TiO_(2)(m-TiO_(2))纳米粒子分散到超高分子量聚乙烯(UHMWPE)溶液中,随后通过快速沉淀法制备了兼具高流动性和高耐磨性的UHMWPE/TiO_(2)纳米复合材料。利用TEM、SEM、DSC、DMA、往复摩擦试验等方法探究了m-TiO_(2)纳米粒子对UHMWPE耐磨性的影响。实验结果表明,m-TiO_(2)纳米粒子对UHMWPE耐磨性的影响机理包括自身刚性作用的直接影响和调控缠结度的间接影响两方面。当m-TiO_(2)纳米粒子含量为0.1%,0.5%(w)时,UHMWPE/TiO_(2)纳米复合材料的耐磨性能最佳,其中,含量为0.1%(w)时,摩擦系数和磨损率分别为0.0855和1.37×10^(-4)mm^(3)/(N·m),缠结度降低约20%。m-TiO_(2)纳米粒子的加入能促进UHMWPE结晶,提升结晶度、加快结晶速率。分散适当尺寸、含量的m-TiO_(2)纳米粒子可同时改善UHMWPE的流动性和耐磨性。 展开更多
关键词 超高分子量聚乙烯 TiO_(2)纳米粒子 纳米复合材料 耐磨性 流动性
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含氟水杨醛亚胺钛配合物的制备及其在乙烯聚合中的应用研究
4
作者 谢玉 张丹 +1 位作者 李君华 钱建华 《现代化工》 北大核心 2025年第S1期225-229,共5页
成功合成了一系列含有不同数目氟取代基的水杨醛亚胺配体(1a~1c)及钛配合物(2a~2c);以甲苯为溶剂,将2a~2c在常压下催化乙烯聚合,考察了配体结构、聚合温度、Al/Ti摩尔比[(n(Al)∶n(Ti)]及催化剂用量对催化性能的影响;采用高温13CNMR、GP... 成功合成了一系列含有不同数目氟取代基的水杨醛亚胺配体(1a~1c)及钛配合物(2a~2c);以甲苯为溶剂,将2a~2c在常压下催化乙烯聚合,考察了配体结构、聚合温度、Al/Ti摩尔比[(n(Al)∶n(Ti)]及催化剂用量对催化性能的影响;采用高温13CNMR、GPC和DSC对聚合物进行了表征分析。结果表明,以甲基铝氧烷(MAO)为助催化剂,在35℃、n(Al)∶n(Ti)=2000∶1条件下,配合物2a的催化活性最高,可达9.33×10^(5)g/(mol·h);随着亚胺基苯环上氟取代基数目的增多,所得聚乙烯的分子量进一步提高;配合物2c在较宽的反应条件下均能催化获得超高分子量聚乙烯(UHMWPE),重均分子量(Mw)可达4.8×10^(6)g/mol,且分子量分布(PDI)较窄为1.6。 展开更多
关键词 水杨醛亚胺 钛配合物 乙烯聚合 超高分子量聚乙烯
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柱状弹高速撞击下高强聚乙烯复合夹芯结构的抗侵彻分析模型研究
5
作者 戴文喜 谢伟 +3 位作者 胡鹏程 程远胜 张攀 李德聪 《中国舰船研究》 北大核心 2025年第3期137-147,共11页
[目的]为快速评估高强聚乙烯(UHMWPE)复合夹芯结构的抗弹性能,建立其抗高速柱状弹侵彻的理论分析模型。[方法]首先,将夹芯结构的抗柱状弹侵彻过程分为3个阶段,分析各阶段的能量耗散问题,提出忽略柱状弹镦粗和考虑柱状弹镦粗影响的理论... [目的]为快速评估高强聚乙烯(UHMWPE)复合夹芯结构的抗弹性能,建立其抗高速柱状弹侵彻的理论分析模型。[方法]首先,将夹芯结构的抗柱状弹侵彻过程分为3个阶段,分析各阶段的能量耗散问题,提出忽略柱状弹镦粗和考虑柱状弹镦粗影响的理论分析模型,进而建立各阶段的消耗能量与剩余速度之间的关系式;然后,采用有限元软件ANSYS/AUTODYN建立高强聚乙烯复合夹芯结构的抗柱状弹侵彻数值模型,通过计算弹体的剩余速度,从而拟合得到弹道极限数值;最后,将理论分析模型与数值模型的计算结果进行对比验证。[结果]以数值模型结果为基准,忽略弹体镦粗、考虑弹体镦粗的理论分析模型预报值的弹道极限误差均小于22%;综合考虑误差最大值、平均值和相关系数,考虑弹体墩粗的理论分析模型的弹道极限计算精度更高。[结论]该理论分析模型能够较好地计算高强聚乙烯复合夹芯结构抗柱状弹侵彻的弹道极限,可为其他纤维复合夹芯结构的抗侵彻计算提供参考。 展开更多
关键词 夹芯结构 复合结构 高强聚乙烯 抗弹性能 弹体侵彻 弹道极限
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硅烷交联UHMWPE纤维的在线制备及抗蠕变性能研究
6
作者 陶德昌 文鑫 +3 位作者 严坤 杨晨光 王雯雯 王栋 《化工新型材料》 北大核心 2025年第5期83-89,共7页
通过凝胶纺丝工艺制备硅烷偶联剂KH-590交联的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)复合纤维,研究了UHMWPE纤维改性前后的结晶行为、力学性能、抗蠕变性能和微观形貌的变化,系统探究了硅烷偶联剂对复合纤维抗蠕变性能的作用关系。结果表明:当KH-59... 通过凝胶纺丝工艺制备硅烷偶联剂KH-590交联的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)复合纤维,研究了UHMWPE纤维改性前后的结晶行为、力学性能、抗蠕变性能和微观形貌的变化,系统探究了硅烷偶联剂对复合纤维抗蠕变性能的作用关系。结果表明:当KH-590含量为2%时,UHMWPE纤维的凝胶率基本达到饱和。KH-590交联后样品的抗蠕变性能显著提高,当KH-590含量为2%时,UHMWPE的抗蠕变性能最佳。随着分子量的增加以及偶联剂含量的增加,UHMWPE纤维的结晶度、热稳定性能、凝胶含量均得到显著增强。这为UHMWPE纤维的抗蠕变性能改性方法提供了一定的实验依据,有望为制备高抗蠕变UHMWPE复合纤维提供参考。 展开更多
关键词 超高分子量聚乙烯纤维 凝胶纺丝 交联改性 蠕变性能
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超高分子量聚乙烯/热塑性聚氨酯复合织物热成型与界面优化
7
作者 岳航 鹿超 +2 位作者 王春红 王俊胜 张昊 《工程塑料应用》 北大核心 2025年第7期1-8,共8页
为满足充气式水域救援装备对高性能聚合物涂覆织物复合材料的要求,以超高分子量聚乙烯(PE-UHMW)和热塑性聚氨酯(TPU)为原料开展复合材料制备工艺研究。探究了不同热成型温度下PE-UHMW纤维的热力学特性和变化规律,确定了适用于PE-UHMW/TP... 为满足充气式水域救援装备对高性能聚合物涂覆织物复合材料的要求,以超高分子量聚乙烯(PE-UHMW)和热塑性聚氨酯(TPU)为原料开展复合材料制备工艺研究。探究了不同热成型温度下PE-UHMW纤维的热力学特性和变化规律,确定了适用于PE-UHMW/TPU体系的热贴合复合成型温度。采用环氧树脂(EP)活化浸渍对PE-UHMW织物进行活化处理,分析了EP活化浸渍涂覆量对复合材料剥离、抗穿刺、撕裂以及拉伸性能的影响。研究结果表明,热成型温度对PE-UHMW纤维力学性能的影响显著,PE-UHMW纤维结晶度随温度上升逐渐下降,纤维熔融和再结晶过程导致力学性能下降,温度超过120℃时,PE-UHMW纤维的强度大幅下降,纤维出现不可逆结构损伤,PE-UHMW纤维与TPU热压处理温度不应高于120℃。单因素方差分析表明,EP活化浸渍涂覆量对复合材料剥离强力、抗穿刺强力、撕裂强力和拉伸断裂强力均产生显著影响,复合材料的力学性能随着涂覆量增加而显著提升。其中,EP活化浸渍涂覆量为0.2L/m^(2)时,复合材料的剥离强力提升至22.79N,抗穿刺强力、撕裂强力和拉伸断裂强力分别提升56.3%,62.3%和53.7%。 展开更多
关键词 超高分子量聚乙烯 热塑性聚氨酯 环氧树脂 复合材料 热学效应 界面
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基于陶瓷/纤维复合材料防弹衣的6.8 mm穿甲弹杀伤效应研究
8
作者 朱堃阳 温垚珂 +4 位作者 赵东伟 朱硕灿 郭胜 刘东旭 夏海龙 《兵器装备工程学报》 北大核心 2025年第9期242-249,共8页
为了研究弹丸穿透防弹插板后对人体靶标造成的杀伤效应,首先开展了6.8 mm穿甲弹侵彻有防护明胶靶标试验,根据试验构建了弹丸侵彻有防护明胶的数值计算模型,获得明胶瞬时空腔尺寸和应力应变和能量变化等终点效应特征量。试验研究结果表明... 为了研究弹丸穿透防弹插板后对人体靶标造成的杀伤效应,首先开展了6.8 mm穿甲弹侵彻有防护明胶靶标试验,根据试验构建了弹丸侵彻有防护明胶的数值计算模型,获得明胶瞬时空腔尺寸和应力应变和能量变化等终点效应特征量。试验研究结果表明:当弹丸穿透有防护的明胶靶标时,在防弹插板钝击和弹芯侵彻的耦合作用下,明胶中形成钝击凹陷和瞬时空腔;弹丸以740 m/s的初速穿透防护后对明胶靶标造成的钝击凹陷最大直径为178 mm,钝击凹陷最大深度为76 mm,瞬时空腔最大直径为53 mm;弹丸侵彻过程中越靠近弹丸侵彻位置明胶应力越大,等效应变场影响区域直径约为瞬时空腔区直径的2倍;弹丸以740 m/s的速度侵彻目标将造成钝击伤和贯穿伤的耦合伤害;弹丸侵彻过程中钝击凹陷最大深度,对应到人体胸部的损伤风险为100%。 展开更多
关键词 穿甲弹 防弹插板 超高分子量聚乙烯 弹道明胶
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固态挤出UHMWPE试样的性能与调控
9
作者 罗义贵 吴世见 《塑料工业》 北大核心 2025年第7期72-75,88,共5页
利用自行研制的固态挤出装置,探索了挤出比2.4时纯超高分子量聚乙烯(UHMWPE)制品的固态可挤性,考察了挤出温度(80~120℃)和挤出速率(96~342 mm/min)与固态挤出自增强试样性能的关联性。结果表明,在恒定挤出速率下提高挤出温度,制备的固... 利用自行研制的固态挤出装置,探索了挤出比2.4时纯超高分子量聚乙烯(UHMWPE)制品的固态可挤性,考察了挤出温度(80~120℃)和挤出速率(96~342 mm/min)与固态挤出自增强试样性能的关联性。结果表明,在恒定挤出速率下提高挤出温度,制备的固态挤出自增强试样力学性能相应提高,而在一定挤出温度下提高挤出速率,相应固态挤出自增强试样的力学性能相对稳定。在高挤出温度(120℃)条件下,固态挤出自增强试样的弯曲模量达610 MPa、拉伸强度提高到155 MPa(坯件弯曲模量为419 MPa、拉伸强度为58 MPa)。差示扫描量热仪(DSC)测试表明,固态挤出自增强试样的结晶度与熔融温度几乎不变。二维X射线衍射分析(2D-WAXD)测试表明,固态挤出自增强试样的Herman取向因子从0.82上升到了0.93(对应测试设备测不出坯件的取向因子)。在本文实验条件下,UHMWPE可进行固态挤出,固态挤出UHMWPE试样的晶区取向提升是实现自增强的主要原因。 展开更多
关键词 固态挤出 自增强 超高分子量聚乙烯 弯曲模量 拉伸强度
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软质防弹无纬布靶片断口的损伤形态分析
10
作者 孟花 张燕 +2 位作者 熊艳平 刘永佳 杨艳菲 《毛纺科技》 北大核心 2025年第5期23-29,共7页
为了探究软质防弹无纬布靶片在弹道冲击下的主要损伤模式,以热塑性聚氨酯为增强树脂,以芳纶II纤维、芳纶III纤维及超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维为基材,采用特定设备织造3种无纬布作为靶片,并以51式7.62 mm手枪弹(铅芯)和1.1 g标准模拟... 为了探究软质防弹无纬布靶片在弹道冲击下的主要损伤模式,以热塑性聚氨酯为增强树脂,以芳纶II纤维、芳纶III纤维及超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维为基材,采用特定设备织造3种无纬布作为靶片,并以51式7.62 mm手枪弹(铅芯)和1.1 g标准模拟破片对无纬布靶片进行弹道侵彻,对无纬布靶片防弹性能和损伤形态进行分析。结果表明:当面密度相近时,UHMWPE无纬布靶片的弹道极限V50值比芳纶II无纬布靶片和芳纶III无纬布靶片的V50值高;UHMWPE无纬布靶片褶皱较明显;UHMWPE无纬布靶片前层断口位置的纤维出现热熔损伤,后层材料受到拉伸断裂损伤;无纬布靶片受到子弹侵彻时,弹着点周围的应力会急剧增加,纤维先以剪切断裂的方式受损,随着穿透层数的增加,转变为剪切和拉伸共同作用的损伤模式。 展开更多
关键词 无纬布靶片 损伤形态 芳纶Ⅱ纤维 芳纶Ⅲ纤维 超高分子量聚乙烯纤维
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石墨烯添加剂对UHMWPE摩擦学特性影响的分子模拟研究
11
作者 刘蜀宁 郑庭 程启昊 《润滑与密封》 北大核心 2025年第8期70-80,共11页
为微观角度探究石墨烯影响超高分子量聚乙烯(UHMWPE)的摩擦机制,采用分子动力学模拟方法建立不同石墨烯含量的UHMWPE的摩擦模型,研究石墨烯添加剂对UHMWPE摩擦学特性的影响,探究石墨烯不同含量与石墨烯位于UHMWPE中不同位置时,UHMWPE塑... 为微观角度探究石墨烯影响超高分子量聚乙烯(UHMWPE)的摩擦机制,采用分子动力学模拟方法建立不同石墨烯含量的UHMWPE的摩擦模型,研究石墨烯添加剂对UHMWPE摩擦学特性的影响,探究石墨烯不同含量与石墨烯位于UHMWPE中不同位置时,UHMWPE塑性变形和摩擦力等参数的变化规律。结果表明:石墨烯位于UHMWPE摩擦界面时,随石墨烯含量的增加表层UHMWPE沿摩擦方向的摩擦力下降,表层UHMWPE的塑性变形减弱;石墨烯位于UHMWPE内部时,因石墨烯与周围聚乙烯分子链之间存在吸附作用,随石墨烯含量的增加表层UHMWPE塑性变形程度减小;且石墨烯位于UHMWPE内部时,剪切摩擦作用驱使聚乙烯链重构过程中,石墨烯片段会持续向UHMWPE内部扩散,并在扩散过程中延缓其周围聚乙烯链的解缠结过程,导致UHMWPE塑性变形减小,但会引起表层UHMWPE摩擦力增大。 展开更多
关键词 超高分子量聚乙烯 石墨烯 摩擦学特性 分子动力学模拟 塑性变形
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UHMWPE表面磨损区变质层演化过程与力学特性研究
12
作者 谷靖萱 郑庭 张会臣 《摩擦学学报(中英文)》 北大核心 2025年第6期837-850,共14页
超高分子量聚乙烯(UHMWPE)作为人工关节的主要衬垫材料,材料磨损及磨屑形成是影响其植入寿命的关键问题.本文中通过表征UHMWPE表面磨损区域微观形貌和微观组织变化规律,分析磨损区域变质层的演化规律与力学特性.在摩擦磨损试验的基础上... 超高分子量聚乙烯(UHMWPE)作为人工关节的主要衬垫材料,材料磨损及磨屑形成是影响其植入寿命的关键问题.本文中通过表征UHMWPE表面磨损区域微观形貌和微观组织变化规律,分析磨损区域变质层的演化规律与力学特性.在摩擦磨损试验的基础上,通过压痕试验和划痕试验发现,随摩擦速度和压力增加,磨损区表面硬度增加,且沿滑动方向的划痕阻力减小.借助拉曼光谱分析发现,即随摩擦速度增加,磨损区域表层材料的结晶度增加,即聚乙烯分子链会形成长程有序的分布状态.借助分子动力学模拟方法分析了金刚石压头在UHMWPE表面压痕和划痕的分子过程,分子模拟结果显示压痕深度和划痕阻力也随UHMWPE结晶度增加而降低.当UHMWPE表面结晶度较高时,聚乙烯分子更容易在金刚石压头的挤压作用下发生塑性流动;相反,结晶度较低时,彼此缠结聚乙烯分子链不利于其塑性流动,导致沿摩擦方向的划痕阻力增加.因此,磨损后的UHMWPE表面形成了微观组织和力学性能差别于基体的磨损变质层.随摩擦工况加剧或时间延长,磨损变质层内的或者与基体相连的聚乙烯分子链发生断裂,将造成UHMWPE表面疲劳断裂或形成剥层磨损.本研究中UHMWPE磨损区变质层的演化与力学性能变化规律,对于评价人工关节使用性能具有重要参考价值. 展开更多
关键词 超高分子量聚乙烯 磨损 变质层 力学性能 微观结构
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超高分子量聚乙烯纤维增强陶瓷复合材料抗弹性能
13
作者 王小伟 翟文 +9 位作者 张文婷 宗昊 董彬 何金迎 付思伟 魏汝斌 李英建 马伟超 吴炘铭 刘文龙 《工程塑料应用》 北大核心 2025年第5期121-126,共6页
采用53式7.62 mm穿甲燃烧弹分别对高温处理后的整板SiC和B_(4)C防弹插板进行3次连续有效射击,分析插板凹陷深度、陶瓷面板毁伤情况及断口形貌显微结构,对防弹插板的耐损伤特性进行研究,并分析陶瓷力学性能与插板抗多发弹性能的关系;随... 采用53式7.62 mm穿甲燃烧弹分别对高温处理后的整板SiC和B_(4)C防弹插板进行3次连续有效射击,分析插板凹陷深度、陶瓷面板毁伤情况及断口形貌显微结构,对防弹插板的耐损伤特性进行研究,并分析陶瓷力学性能与插板抗多发弹性能的关系;随后采用超高分子量聚乙烯薄膜材料和超高分子量聚乙烯纤维UD预浸料制备防弹插板进行靶试试验,分析了插板靶试结果、防弹机理。研究结果表明,使用超高分子量聚乙烯纤维UD预浸料的插板抗穿透性能优于薄膜材料,超高分子量聚乙烯薄膜材料在吸收冲击能量方面更有效。SiC和B_(4)C与超高分子量聚乙烯纤维复合防弹插板在高温条件下均能抵御住3发53式7.62 mm穿甲燃烧弹的连续打击,具有良好的抗多发弹打击性能。此外,SiC防弹插板的抗多发弹性能稳定性优于B_(4)C防弹插板,B_(4)C防弹插板抗单发弹性能优于SiC防弹插板。陶瓷的强度和硬度有利于提高陶瓷的抗弹性能,而其韧性在防弹插板的抗多发弹性能方面发挥了重要作用。 展开更多
关键词 超高分子量聚乙烯 复合材料 抗弹性能 损伤特性 力学性能
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基于FEM-SPH耦合算法的子弹侵彻复合装甲数值模拟
14
作者 李福强 史彦飞 +2 位作者 黄敬如 刘润华 赵亮 《兵工自动化》 北大核心 2025年第2期74-78,共5页
为研究7.62 mm穿甲子弹对陶瓷/芳纶/超高分子量聚乙烯(ultra-high molecular weight polyethylene,PE-UHMW)复合装甲的毁伤效应,对子弹侵彻复合装甲问题进行模拟研究。通过分析毁伤效应中陶瓷锥的形成、裂纹扩展和破碎飞溅过程,分析弹... 为研究7.62 mm穿甲子弹对陶瓷/芳纶/超高分子量聚乙烯(ultra-high molecular weight polyethylene,PE-UHMW)复合装甲的毁伤效应,对子弹侵彻复合装甲问题进行模拟研究。通过分析毁伤效应中陶瓷锥的形成、裂纹扩展和破碎飞溅过程,分析弹体对芳纶和PE-UHMW的破坏模式,并研究不同的弹速对复合装甲毁伤效能的影响规律。结果表明:FEM-SPH耦合算法可很好地模拟弹体侵彻陶瓷/芳纶/PE-UHMW复合装甲的过程;在弹速小于弹道极限时,复合装甲吸能和背板最大变形值都随着弹速的增大而增大;当弹速大于弹道极限时,复合装甲吸能增加的速率开始下降。 展开更多
关键词 陶瓷/芳纶/超高分子量聚乙烯 复合装甲 FEM-SPH耦合算法 陶瓷锥 毁伤效能
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全成形防护头罩的工艺模型和实现
15
作者 洪楚玲 丛洪莲 +2 位作者 赵克政 刘博 贺海军 《纺织学报》 北大核心 2025年第6期111-119,共9页
针对现有防护头罩因需剪裁和缝合织造而存在穿戴不适以及防护功能欠佳的问题,提出采用四针床全成形技术实现头罩一体成形的工艺。在建立人体头颈部数据模型的基础上,首先系统分析了全成形防护头罩4个区域的具体成形工艺并构建了相应的... 针对现有防护头罩因需剪裁和缝合织造而存在穿戴不适以及防护功能欠佳的问题,提出采用四针床全成形技术实现头罩一体成形的工艺。在建立人体头颈部数据模型的基础上,首先系统分析了全成形防护头罩4个区域的具体成形工艺并构建了相应的模型。进一步地,以超高分子量聚乙烯为原料在四针床全成形电脑横机上实现头罩的编织成形,同时对头罩的防护功能及实用性进行了测定。结果表明:降落伞式帽顶通过控制各收针点连接的曲线与抛物线无限接近使得编织圆润立体;透气夹层口罩轮廓利用局部编织完成,夹层利用针床单独编织及纱嘴规律运行编织完成;颈颚省道通过3个步骤编织确保颈鄂部位的三维贴合精度;利用超高分子量聚乙烯纱编织的头罩,在保持舒适性和实用性的同时,提升了防护功能性。 展开更多
关键词 全成形 防护头罩 局部编织 超高分子量聚乙烯 降落伞式编织 针织工艺
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硅酮粉改性超高分子量聚乙烯及其熔体纺丝加工性能 被引量：4
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作者 刘杰 高阳 +2 位作者 秦升学 张弘斌 周海萍 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期28-32,共5页
针对超高分子量聚乙烯(PE-UHMW)熔体加工性能差的问题,应用硅酮粉,采用熔融共混方法对PE-UHMW进行改性,以提高其熔体加工时的流动性。通过扫描电子显微镜与能量色散谱(EDS)表征了硅酮粉在PE-UHMW中的分布,并采用熔体速率测试、旋转流变... 针对超高分子量聚乙烯(PE-UHMW)熔体加工性能差的问题,应用硅酮粉,采用熔融共混方法对PE-UHMW进行改性,以提高其熔体加工时的流动性。通过扫描电子显微镜与能量色散谱(EDS)表征了硅酮粉在PE-UHMW中的分布,并采用熔体速率测试、旋转流变测试,分析了硅酮粉含量对PE-UHMW熔体流动速率与流变性能的影响。对改性后的PE-UHMW采用熔体纺丝法制备了PE-UHMW单丝,并进行了拉伸强度测试。实验结果表明,随着硅酮粉的增加,其分散性逐渐变差,PE-UHMW熔体流动速率随硅酮粉含量先增加后降低,当硅酮粉质量分数达到4%,其熔体流动速率最高,复数黏度与储能模量最低,5%质量分数的硅酮粉在PE-UHMW基体中团聚较明显,改性后的PE-UHMW熔体流动性降低。熔体纺丝实验结果表明改性后的PE-UHMW可以通过普通单螺杆挤出机熔融挤出初生丝,经超倍热拉伸可以制备高强度单丝。当拉伸倍率为36时,质量分数3%的硅酮粉改性PE-UHMW单丝拉伸强度最高,可达1565MPa。因此综合考虑加工性能与单丝强度,采用质量分数3%的硅酮粉改性PE-UHMW较合适。 展开更多
关键词 超高分子量聚乙烯 硅酮粉 熔融共混 熔体纺丝 拉伸强度
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硬脂酸钙/硅酮粉改性PE-UHMW/PE-HD共混物的制备
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作者 刘杰 韩宁 +2 位作者 秦升学 张弘斌 周海萍 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期45-49,共5页
超高分子量聚乙烯(PE-UHMW)与高密度聚乙烯(PE-HD)熔融共混,可提高PE-UHMW熔体加工性能,但其工业化生产效率仍然较低,无法满足熔体纺丝工业生产的需求。针对此问题,通过双螺杆挤出机熔融共混与单螺杆挤出机挤出实验,研究了硬脂酸钙(CaSt... 超高分子量聚乙烯(PE-UHMW)与高密度聚乙烯(PE-HD)熔融共混,可提高PE-UHMW熔体加工性能,但其工业化生产效率仍然较低,无法满足熔体纺丝工业生产的需求。针对此问题,通过双螺杆挤出机熔融共混与单螺杆挤出机挤出实验,研究了硬脂酸钙(CaSt_(2))、硅酮粉及其复合助剂对质量配比为60∶40的PE-UHMW/PE-HD共混物加工流动性及拉伸性能的影响。加工扭矩与初生丝表面状态结果表明,CaSt_(2)、硅酮粉及其复合助剂均能降低加工扭矩,提高熔体挤出稳定性。黏流活化能结果表明这两种添加剂具有内润滑效果。在高剪切速率下,CaSt_(2)表现出较强的外润滑效果,能进一步降低加工扭矩,提高熔体挤出的稳定性。CaSt_(2)与硅酮粉协同使用,可以进一步提高助剂内润滑作用,降低挤出扭矩并提高挤出稳定性。差式扫描量热分析表明,改性剂可促进共混物结晶,从而使材料拉伸强度提高。研究结果表明,质量分数0.5%CaSt_(2)和0.5%硅酮粉复合改性剂表现出内外润滑的协同作用,与未改性共混物相比,协同改性使PE-UHMW/PE-HD共混物挤出合格初生丝最高螺杆转速从5 r/min升高到20 r/min,加工扭矩降低21.4%,拉伸强度提高11.9%。 展开更多
关键词 超高分子量聚乙烯 高密度聚乙烯 复合助剂 熔体加工性能 拉伸强度
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初生态低缠结超高分子量聚乙烯催化剂研究进展 被引量：3
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作者 刘睿喆 王迎 +3 位作者 雷际平 刘萃莲 周俊领 郭正阳 《石油化工》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期121-129,共9页
超高分子量聚乙烯(UHMWPE)具有高耐磨性、高强度和刚度、轻质、耐腐蚀、低摩擦系数、生物相容性等特点,作为一种优异的工程塑料广泛应用于高端新材料等各领域,而调控高分子链的缠结程度对于更好地应用UHMWPE至关重要。从均相催化和非均... 超高分子量聚乙烯(UHMWPE)具有高耐磨性、高强度和刚度、轻质、耐腐蚀、低摩擦系数、生物相容性等特点,作为一种优异的工程塑料广泛应用于高端新材料等各领域,而调控高分子链的缠结程度对于更好地应用UHMWPE至关重要。从均相催化和非均相催化两方面综述了制备初生态低缠结UHMWPE的催化剂技术的研究进展,其中,单中心催化体系和修饰型Ziegler-Natta催化剂在制备初生态低缠结UHMWPE的工业应用中前景广阔。 展开更多
关键词 超高分子量聚乙烯 低缠结态 单活性中心催化剂 非茂金属催化剂
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交联聚乙烯绝缘料耐焦烧性能的对比研究 被引量：4
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作者 刘浩 刘红剑 +4 位作者 楼铁城 吴一帆 王诗航 李盛涛 周宏 《绝缘材料》 CAS 北大核心 2024年第1期29-34,共6页
选取3种牌号商用高压电缆交联聚乙烯绝缘料为研究对象,首先通过高温剪切作用下绝缘料熔体扭矩随温度的变化规律,对比分析3种绝缘料的耐焦烧性能,并通过凝胶含量表征焦烧试样的焦烧程度,然后提出采用绝缘料熔体在高温下的扭矩变化率作为... 选取3种牌号商用高压电缆交联聚乙烯绝缘料为研究对象,首先通过高温剪切作用下绝缘料熔体扭矩随温度的变化规律,对比分析3种绝缘料的耐焦烧性能,并通过凝胶含量表征焦烧试样的焦烧程度,然后提出采用绝缘料熔体在高温下的扭矩变化率作为特征量来表征绝缘料耐焦烧性能的方法,并通过不同牌号商用绝缘料焦烧程度的表征结果验证该方法的有效性。此外,通过红外光谱对3种绝缘料中交联剂含量和抗氧剂含量进行对比分析,结合凝胶渗透色谱法测得的绝缘料基料分子量,建立了绝缘料添加剂含量、基料分子量与其耐焦烧性能的关联。结果表明:通过绝缘料在高温剪切作用下的扭矩分析,可以有效区分不同商用绝缘料的耐焦烧性能,并发现交联剂含量过高是导致绝缘料耐焦烧性能差的主要原因,通过适当减少交联剂用量、增加抗氧剂用量、降低重均分子量可以提升绝缘料的耐焦烧性能。 展开更多
关键词 高压电缆 交联聚乙烯 交联剂 抗氧剂 分子量 耐焦烧
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飞行保护头盔用复合材料结构吸收碰撞能量性能研究 被引量：2
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作者 李强 范浩南 +4 位作者 谭长生 李峰 秦文娜 朱露 张国君 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期239-244,共6页
针对碳纤维头盔和超高分子量聚乙烯(PE)头盔,采用坠落式冲击试验台和基于冲击加速度及头部损伤指数(HIC)评价方法,系统研究了材料种类、缓冲垫密度和服役环境温度对头盔吸收碰撞能量的影响。结果表明:随着缓冲垫密度的增加,两种头盔在低... 针对碳纤维头盔和超高分子量聚乙烯(PE)头盔,采用坠落式冲击试验台和基于冲击加速度及头部损伤指数(HIC)评价方法,系统研究了材料种类、缓冲垫密度和服役环境温度对头盔吸收碰撞能量的影响。结果表明:随着缓冲垫密度的增加,两种头盔在低温(-20℃)条件下的冲击加速度幅值均表现出增加趋势,在常温(20℃)及高温(50℃)下,碳纤维和PE头盔壳体的冲击加速度幅值均表现出明显的降低趋势。升高温度有利于降低头盔的加速度幅值,对于80g/L和90g/L的缓冲垫,两种头盔的冲击加速度幅值随温度升高都表现出降低趋势。缓冲垫密度和温度显著影响头部损伤指数,随着温度从-20℃升高至50℃,PE头盔的头部损伤指数均表现出增加趋势,然而,碳纤维头盔在50℃表现出与常温和低温相反的趋势,即随着缓冲垫密度增加,其头部损伤指数逐渐降低,但PE头盔的头部损伤指数数值低于碳纤维头盔。两种材料在冲击载荷下的损伤形貌不同:PE头盔有明显的基体凹陷形变特征但均无裂纹形成,而碳纤维头盔均表现出明显的基体开裂及纤维断裂。碳纤维由于其高刚度,在冲击力大于破坏强度后容易产生裂纹,无法通过结构系统塑性形变吸收冲击能量,是导致其在不同缓冲垫密度和不同温度条件下,头部损伤指数以及加速度幅值均高于PE的主要原因。PE具有较高的缓冲作用和吸收冲击能量能力,因此,虽然均表现出较大基体凹陷,但均无裂纹形成,采用PE头盔,头部损伤指数和加速度幅值都低于同等条件下的碳纤维头盔。 展开更多
关键词 头盔 碳纤维 超高分子量聚乙烯 吸收碰撞能量性能
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