增强抗冲击和热性能的功能防护复合材料

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作   者：

王文慧;  王胜;  刘帅;  周建宇;  张峻硕;  袁芳;  桑敏;  龚兴龙; 

作者机构：

中国科学技术大学中国科学院材料力学行为和设计重点实验室; 

关键词：

剪切变硬弹性体;  安全防护;  凯夫拉;  热性能;  纤维增强聚合物; 

期刊名称：

中国科学技术大学学报

i s s n：

年卷期：

2023 年 004 期

页   码：

43-52,I0009

摘   要：

个人安全防护在日常生活中一直扮演着重要的角色.开发具有增强抗冲击和优异热性能的先进功能安全防护复合材料将是防护服的重大发展.因此,通过将短凯夫拉纤维(KFs)引入到剪切变硬弹性体(SSE)中制备了凯夫拉纤维增强聚合物(KFRP).具有15 wt%KFs的KFRP(KFRP-15%)的储能模量随剪切频率由0.1 Hz到100 Hz从222.8 kPa增加到830.8 kPa.垂直型KFRP-15%相比SSE具有更高的抗拉强度(2.65 MPa)和断裂韧性(11.95 kJ/m2),表现出更强的抗撕裂性.另外,KFRP-15%具有优异的抗冲击性能,它可以将锤头冲击力从1.74 kN耗散到0.56 kN,且在10次连续冲击后仍然保持完好.进一步,KFRP-15%也具有优异的抗刺性能.此外,KFRP-15%还表现出改善的传热性能、阻燃和抑烟能力.最后,集防护、散热和阻燃一体的基于KFRP-15%的护腕被成功制备.