超高分子量聚乙烯纤维及其复合材料的热氧老化行为

摘要

通过傅里叶变换红外光谱仪、差示量热扫描仪、动态热机械分析仪、万能强力试验机及扫描电镜测试手段探究超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维及UHMWPE纤维/氢化苯乙烯-丁二稀-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)复合材料的热氧老化机理,系统分析老化温度对UHMWPE纤维及其复合材料的结构和热性能、界面性能、机械强度和防弹性能的影响。研究结果表明:老化后的UHMWPE纤维机械性能与热氧老化温度密切相关,经高温热氧老化后拉伸强度显著下降,但纤维结晶结构基本不变;UHMWPE纤维/SEBS复合材料在70℃和90℃热氧老化336 h后纤维与树脂界面已发生破坏;在90℃热氧老化672 h后,UHMWPE复合材料弯曲强度和弯曲模量分别下降了28%和49%;然而,在50℃、70℃及90℃下热氧老化1344 h后,UHMWPE复合材料防1.1 g标准模拟破片的弹道极限速度v 50保持率均高于95%。