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1. 研究目的与意义（文献综述）
超高分子量聚乙烯纤维（uhmwpe)是近几十年来迅速发展并大量工业化运用的一种高强度纤维，起拥有所有纤维中最出色的比强度（抗拉）和比模量（抗拉），但是其固有存在的一些缺陷却限制了它的应用，比如其压缩强度明显大大低于其拉伸强度，这同时导致了其弯曲时较容易屈曲，引起其弯曲性能低下。并且uhmwpe纤维拥有较高的表面的惰性，和树脂基体的结合性能不佳，在使用时易发生层间粘脱，导致其层间剪切性能（ilss)低下。同时其还拥有较易蠕变，不耐高温等缺点。
为了弥补uhmwpe纤维存在的这些固有缺点，国内外对uhmwpe进行改性的研究一直没有停止过。本题目的研究着重是为了提高uhmwpe纤维的结构性能，通过和碳纤维的层内混合编织或者层间混合铺贴，提高uhmwpe板材整体的弯曲与压缩性能。同时，uhmwpe作为一种应用广泛的高抗冲击纤维，在对其进行混合编织等改性时，研究其本身抗冲击性能的保留率也是一项重要的工作。我们希望uhmwpe纤维和碳纤维在混合后表现出良好的协同效应。
目前国内外都将uhmwpe材料广泛应用于弹道防护工程，各种研究也都围绕其弹道性能展开,国外的faiz zulkifli等人通过层间铺贴少量的碳纤维层来增强uhmwpe板的方法，获得了两倍于纯uhmwpe板的弯曲强度，同时让其弹道实验的背面特征（bfs)降低了30%以上，说明了uhmwpe添加少量的碳纤维层对其性能提升有非常积极的协同效应。国内的梁国正，杨洁颖等人同时研究了t300碳纤维层间和层内添加于表面处理前后uhmwpe纤维中的层间剪切强度（ilss)和弯曲强度的变化，在层内1：1编织时,弯曲强度提升近180%，ilss提升50%以上。而在层内混合与层间混合对比时，层间混合用更少的t300添加量在各项性能上超过了层内混合的样本。
2. 研究的基本内容与方案
目前国内外对超高分子量聚乙烯纤维复合材料的制备上主要是热压成型（70度左右，过高温度会引起聚乙烯的结晶变化而导致力学性能改变）和真空导流成型等，成型的效果的好坏取决于最终产品的孔隙率（密度），树脂的固化度等，升温压力成型有助于降低树脂粘度，让树脂充分浸渍纤维，排除气泡，并使树脂充分固化。
纤维选择上以平面织物为主，但是防弹用uhmwpe常选用非织造无纬预浸布，通常纤维直径越细，其各项性能越好。但是低直径的纤维对生产工艺和设备要求更高，生产成本也更高。
树脂基体选择上，uhmwpe做结构材料使用时，常选用环氧树脂，乙烯基酯树脂等较高性能的树脂。当使用uhmwpe做防弹衣产品时，考虑穿着舒适性，会使用聚氨酯弹性体等柔性树脂基体。当uhmwpe和防弹陶瓷等组合作为复合装甲使用时依然会选用环氧等较高模量的树脂，以保证一定的结构强度。
3. 研究计划与安排
3.25前：开题报告撰写
4.15前：完成论文背景，进一步完成详细的研究。
4.30前：论文主体应撰写完成
4. 参考文献（12篇以上）
[1] faiz zulkifli, jan stolk, ulrich heisserer, alex tuck-mun yong, xiao matthew hu. strategic positioning of carbon fiber layers in an uhmwpe ballistic hybrid composite panel, international journal of impact engineering, 129: 119-127, 2019.
[2] suiyi li,dagang li. carbon fiber reinforced highly filled charcoal powder/ultra high molecular weight polyethylene composites[j] . materials letters . 2014
[3] mohit sharmai.mohan rao, jayashree bijwe, influence of fiber orientation on abrasive wear of unidirectionally reinforced carbon fiber–polyetherimide composites [j], tribology international,43: 959-964, 2010.
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