UHMWPE繩纜后整理技術(shù)及力學(xué)性能研究.pdf

1、超高分子量聚乙烯纖維是與碳纖維和芳綸纖維并列的三大高性能纖維之一，具有超高的比強(qiáng)度和比模量，質(zhì)輕易浮于水面，優(yōu)異的抗沖擊、耐紫外、耐化學(xué)腐蝕性能。在現(xiàn)代國(guó)防軍需裝備、航空航天復(fù)合材料、海洋工程等領(lǐng)域有著巨大廣闊的應(yīng)用前景。
　　高性能特種繩纜是科技和社會(huì)發(fā)展，尤其是新材料的廣泛應(yīng)用和人類活動(dòng)領(lǐng)域的不斷拓展和延伸的一種特殊結(jié)構(gòu)的工具。它具備高強(qiáng)度、高柔韌性、輕密度、耐腐蝕、耐紫外線輻射、耐海水、耐酸堿、耐疲勞、易操的優(yōu)點(diǎn)，滿足不同領(lǐng)

2、域的技術(shù)要求，完全能夠替代傳統(tǒng)鋼絲繩的應(yīng)用領(lǐng)域。特種繩纜已被列于國(guó)家重要的戰(zhàn)略物資需求。
　　本文首先探討了超高分子量聚乙烯纖維復(fù)絲的表觀形態(tài)、力學(xué)性能及熱學(xué)性能等，確定了纖維楊氏模量、泊松比、DSC曲線、蠕變曲線，為進(jìn)一步研究繩纜表面涂層、牽伸熱定型、力學(xué)性能模型建立及分析提供了理論數(shù)據(jù)支持。
　　為了提高繩纜的表面性能和內(nèi)在質(zhì)量，將功能性聚氨酯涂覆在繩纜表面形成一層可塑層，經(jīng)對(duì)聚氨酯薄膜進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試表明，浸膠涂層保護(hù)繩纜

3、的外表面光滑，降低表面張力，賦予繩纜防水性和拒油性。聚氨酯薄膜伸長(zhǎng)率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于繩纜的伸長(zhǎng)率，所以繩纜在使用中，涂層膜保持良好狀態(tài)，不產(chǎn)生斷層。
　　制定了繩纜浸漬涂層、預(yù)烘、牽伸、烘焙干燥的功能性后整理技術(shù)路線，確定各工序技術(shù)參數(shù)。后整理的繩纜經(jīng)試驗(yàn)測(cè)定斷裂強(qiáng)力提高8％，延伸率下降15%~60%，性能有明顯提升。
　　根據(jù)繩纜的結(jié)構(gòu)建立了三維模型，以有限元分析技術(shù)進(jìn)行力學(xué)拉伸模擬，分析拉伸過程中受力嚴(yán)重或變形大的繩纜環(huán)節(jié)，以及