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氧等离子体改性超高分子量聚乙烯纤维复合材料层间损伤声发射特征分析

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为研究氧等离子体改性超高分子量聚乙烯(UHMWPE)/乙烯基酯复合材料层间断裂韧性的损伤模式对其界面性能的影响,首先对不同密度UHMWPE织物进行氧等离子体改性,使用真空辅助树脂灌注成型工艺制备UHMWPE/乙烯基酯复合材料,结合声发射(AE)检测技术对复合材料的Ⅰ型层间断裂韧性(GⅠC)和Ⅱ型层间断裂韧性(GⅡC)进行测试,并对其损伤动态演变过程进行表征和定位.结果表明:界面性能是复合材料层间断裂韧性的主导因素,在GⅠC和GⅡC测试过程中,通过在UHMWPE/乙烯基酯复合材料层间预裂纹处产生应力集中,损伤机制表现为张开型和滑移型;低经密UHMWPE织物结构松散,具有良好的改性均匀度,经氧等离子体改性后其制备的复合材料的GⅠC和GⅡC分别提高约 36.8%～80%、75%～1 120%,达到层间增韧效果,同时由于界面结合性能提高,不同损伤模式减少或消除;通过对声发射信号进行聚类分析可有效识别出复合材料基体开裂、纤维/基体脱黏和纤维断裂 3 种损伤模式及其特征频率范围.
Analysis of interlayer damage acoustic emission characteristics of oxygen plasma modified ultra-high molecular weight polyethylene fiber composite materials

plasma modificationultra-high molecular weight polyethylenevinyl esteracoustic emission testingcompositeinterlayer fracture toughnessinterfacial property

陈露、吴孟锦、贾立霞、阎若思

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河北科技大学 河北省纺织服装技术创新中心,河北 石家庄 050018

河北科技大学 河北省柔性功能材料重点实验室,河北 石家庄 050018

等离子体改性 超高分子量聚乙烯 乙烯基酯 声发射检测 复合材料 层间断裂韧性 界面性能

国家自然科学基金青年基金河北省高等学校科学技术研究项目河北省青年拔尖人才支持计划

12202133ZD2022025[2018]-27

2023

10.13475/j.fzxb.20220301701

纺织学报
中国纺织工程学会

纺织学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：0.699
ISSN：0253-9721
年,卷(期)：2023.44(7)
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