绵阳职业技术学院材料系先进复合材料成型工艺芳纶纤维增强的先进复合材料制品目录1芳纶纤维增强的先进复合材料的应用11.1概况11.2芳纶品种及性能11.3芳纶纤维产品形态及复合材料的成型方法41.4芳纶纤维复合材料的应用42原材料72.1聚氨酯树脂72.2芳纶纤维103制作工艺113.1成形方法的选择123.2芳纶1313134修补及性能检测144.1缺陷144.2芳纶表面改性145参考文献16先进复合材料成型工艺芳纶纤维增强的先进复合材料制品1芳纶纤维增强的先进复合材料的应用1.1概况目前，先进复合材料的增强材料主要是S高强玻璃纤维非碳纤维和芳纶纤维。前两者介绍文章较多,本文主要针对芳纶复合材料及应用情况作概括介绍。芳纶纤维是芳香族聚酰胺类纤维的通称。它是一种强度高、模量高、低密度、耐折、耐磨性好的人工合成的有机纤维。据了解，现在美国、荷兰、日本、德国、法国和俄罗斯等国都在开发芳纶纤维。我国也进行了这方面研制并取得了一定成绩。美国杜邦公司开发的芳纷纤维，商品名“凯芙拉”(Kvelar)有多种规格出售，年产量已达2t。荷兰阿克苏(AKZO)公司研制的芳纶纤维，商品名“特瓦纶”(Twaron),年产量在50001以上。日本帝人公司开发的共聚芳纶纤维，商品名“太库诺拉”，年产量为500t以上。德国赫斯特公司(HOECHST)生产芳纶纤维年产量为1501。我国1981年研制成功芳纶I，1985年研制成功芳纶11,1994年北京燕山石化公司研究院研制成功溶致液晶全芳香族聚酰胺(PPTA),通过专家鉴定，为今后中石、工业化生产开辟了途径。在世界范围内，芳纶纤维正以年增长率20%左右的速度发展，并从单一军用向民用转移。芳纶纤维用于汽车及防护用品方面占68%，用于造船业达21%，其余为航空、航天及军用。1.2芳纶品种及性能芳纶纤维，因选择原料的不同及合成工艺不同，又可分为间位芳香族聚酰胺纤维，商品名为“欧梅克斯”(Nomex)对位芳香族聚酰胺纤维，商品名“凯芙拉”(Kevlar)和芳香族聚酰胺共聚纤维，商品名“太库诺拉”等。表1将具有代表性的“凯芙拉”纤维和我国研制的芳纶I、芳纶II主要性能列出，同时与S高强玻璃纤维及碳纤维进行比较。从表1中可以发现芳纶纤维密度最小，拉伸强度与S玻璃纤维和碳纤维接近，拉伸2纤维名密度(g/cm3)拉伸强度拉伸模量延伸率Nome1.364717052Kevla1.429471733.Kevlar-1.429471733.Kevlar-1.4284108782.4Kevlar-1.430354584.Kevlar-1.433396533.Kevlar-1.4235144061.Kevlar-1.427460363.芳纶1.4627488201.芳纶1.4254147002.駡高强玻2.52948134碳纤维1.7274225401.模量居中。此外，芳纶纤维的热稳定性好，可在180°C下长期使用，短期可耐300°C,对强度无大的影响。在-170C下也不会变脆，仍保持其性能。芳纶纤维的力学性能在有机纤维中是非常突出的，与无机纤维比也不逊色，芳纶纤维除强酸、强碱外，几乎不受有机溶剂、油类影响。但芳纶纤维对紫外线敏感，若长期暴露在阳光下，其强度会有很大的损失，因此，在使用中应加保护层。表1芳纶纤维主要品种与S高强玻纤、碳纤维性能比较表2芳纶纤维、碳纤维、E玻纤树脂浸渍纱带性能测试项密度（g/拉伸强度拉伸模量延伸率Kevlar-1.436182324.4Kevlar-1.4361124462.碳纤维1.7309220501.2注：单向纤维板树脂为环氧V=60%,0。为纤维方向f表3芳纶纤维、碳纤维、E玻纤单向纤维板性能测试项目Kevlar-49碳纤维T300E玻纤密度（g/cm3）1.381.522.07拉伸强度0。（MPa）13821235109890。（MPa）27.434.341.2压缩强度0。（MPa）274109858890。（MPa）137137137层间剪切强度（MPa）68.698.078.4芳纶纤维作为复合材料的增强材料性能优良。表2列出芳纶纤维、碳纤维和E玻璃纤维的树脂浸渍纱带性能,表3列出单向纤维板性能。国内已有对芳纶增强丁腈橡胶、环氧树脂的研究报道。如有研究做出的芳纶/环氧复合材料与常规材料力学性能的比较［1-2］。表4芳纶/环氧复合材料与常规材料力学性能的比较材料密度拉伸强比强度拉伸模比模量（g/cm3）度（GPa）（1x107mm）量（GPa）（1x109mm）E玻纤2.502411686001.5备芳纶/环氧2.11.67.522010.5钢7.81.41.82102.7铝合金2.80.51.7772.8钛合金4.51.02.21102.4尼龙61.20.10.130.021.3芳纶纤维产品形态及复合材料的成型方法芳纶纤维...
