陳超峰，薛晴嵐，肖順波，彭開云，毛矛

(1.中藍(lán)晨光化工研究設(shè)計(jì)院有限公司，成都 610041；2.中藍(lán)晨光化工有限公司，成都 611430；3.高技術(shù)有機(jī)纖維四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，成都 610041)

0 引言

芳綸增強(qiáng)復(fù)合材料具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、抗沖、耐磨、透波等性能，同時(shí)芳綸產(chǎn)品形態(tài)多樣，復(fù)合方式靈活且工藝適應(yīng)性好，廣泛應(yīng)用于航空航天、個(gè)體防護(hù)、工業(yè)傳輸、車/船及軌道交通、電子信息、體育用品等領(lǐng)域。但因芳綸模量低、表面惰性、含水率高等問題導(dǎo)致其增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料的剛性、層間性能、壓縮性能和彎曲性能差，限制了其在復(fù)合材料相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用。通常的改善途徑有兩種：一種是對(duì)纖維或樹脂進(jìn)行改性，主要改善復(fù)合材料層間性能；另一種是與其他纖維進(jìn)行混雜使用，通過不同纖維的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)來改善復(fù)合材料的多種性能。本文對(duì)芳綸混雜復(fù)合材料的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，包括芳綸/碳纖維、芳綸/玻璃纖維、芳綸/玄武巖纖維、芳綸/超高分子量聚乙烯纖維、芳綸/陶瓷纖維、芳綸/麻等二元混雜及多元混雜體系。

1 芳綸/碳纖維混雜復(fù)合材料研究現(xiàn)狀

天津工業(yè)大學(xué)[1-4]采用東麗T700(12K)級(jí)碳纖維和杜邦Kevlar 49(1420D)芳綸進(jìn)行3D混編，并系統(tǒng)研究了3D混編結(jié)構(gòu)對(duì)織物/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料性能的影響。試驗(yàn)顯示，以碳纖維為軸紗的混雜織物復(fù)合材料的縱向拉伸性能和縱向彎曲性能均高于以芳綸為軸紗的混雜復(fù)合材料，3D六向結(jié)構(gòu)的橫向彎曲性能明顯優(yōu)于3D五向結(jié)構(gòu)，其中以碳纖維為軸紗的3D六向結(jié)構(gòu)的橫向彎曲強(qiáng)度(439.24 MPa)和模量(28.45 GPa)最高[1]。編織結(jié)構(gòu)和混雜結(jié)構(gòu)對(duì)復(fù)合材料表面應(yīng)變分布有顯著影響，以芳綸為軸紗的混雜復(fù)合材料在拉伸載荷作用下表面變形較小，呈現(xiàn)脆性斷裂；以碳纖維為軸紗的混雜復(fù)合材料表面變形較為明顯，呈現(xiàn)韌性斷裂[2]。以芳綸為編織紗、碳纖維為軸紗的3D五向結(jié)構(gòu)混編復(fù)合材料的沖擊后壓縮強(qiáng)度最高(130.48 MPa)，與沖擊前相比下降幅度最小(4.42%)[3]。孫穎等[4]在上述基礎(chǔ)上引入T400碳纖維參與混雜。試驗(yàn)顯示，經(jīng)緯紗為碳纖維/Z向紗為芳綸的混雜復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度和模量最高，分別為1 027.79 MPa和50.17 GPa；不同編織結(jié)構(gòu)隨著芳綸體積含量增加，復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和模量降低，斷裂伸長率增加。

Wan[5]等研究了碳纖維/對(duì)位芳綸3D編織環(huán)氧復(fù)合材料的摩擦學(xué)性能和磨損機(jī)理，發(fā)現(xiàn)混雜復(fù)合材料在磷酸鹽緩沖溶液(PBS)潤滑條件下的摩擦系數(shù)和比磨損率較在干摩擦條件下明顯降低。在干摩擦條件下，混雜復(fù)合材料的摩擦系數(shù)均高于芳綸復(fù)合材料和碳纖維復(fù)合材料，而耐磨性介于芳綸復(fù)合材料和碳纖維復(fù)合材料之間，低于碳纖維復(fù)合材料但高于芳綸復(fù)合材料；碳纖維/芳綸體積比為3 ∶2時(shí)的摩擦系數(shù)最低，耐磨性最好。

田書全[6]研究了對(duì)位芳綸/碳纖維二維混編織物/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的沖擊后壓縮和疲勞性能。測(cè)試數(shù)據(jù)顯示，混編織物復(fù)合材料具有比碳纖維織物復(fù)合材料更高的抗沖擊韌性和更小的凹坑深度，落錘沖擊峰值載荷和彈性應(yīng)變能最大分別提高14.4%和140.1%，凹坑深度最大降低86.3%。雖然碳纖維織物復(fù)合材料具有比混雜織物復(fù)合材料更高的壓縮載荷，但沖擊損傷對(duì)混編織物壓縮性能影響較小。

Mahdi[7]等對(duì)芳綸和碳纖維蜂窩狀復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的破碎行為進(jìn)行研究。結(jié)果表明，內(nèi)置6邊形或8邊形碳纖維/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料、外置芳綸/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的蜂窩結(jié)構(gòu)在破壞時(shí)呈現(xiàn)彈性、塑性形變而不發(fā)生脆性斷裂，具有較外置碳纖維/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料更高的吸能能力，破碎試驗(yàn)后的結(jié)構(gòu)完整性提高7%～29%。

阮芳濤[8]等采用杜邦1 110 dtex芳綸和東麗T300碳纖維互為經(jīng)緯紗制備多種平紋混雜織物，織物經(jīng)乙醇超聲清洗、干燥后，以同向8層鋪疊并采用RTM真空灌注環(huán)氧樹脂制備復(fù)合材料，復(fù)合材料性能試驗(yàn)顯示以碳纖維為經(jīng)紗的混雜織物復(fù)合材料彎曲強(qiáng)度和彎曲模量明顯較高，且都隨經(jīng)紗密度增加而增加，彎曲強(qiáng)度和彎曲模量在試驗(yàn)范圍內(nèi)最高分別達(dá)到604 MPa和71.5 GPa。

易凱[9]等研究了芳綸/環(huán)氧和T800級(jí)碳纖維/環(huán)氧層間混雜復(fù)合材料的抗彈沖擊性能。試驗(yàn)顯示，純芳綸復(fù)合材料及混雜復(fù)合材料層板的鋼彈沖擊破壞均為表層剪切破壞、中間層分層破壞和背板層拉伸斷裂破壞。以碳纖維層為著彈面的V50和貫穿比吸能值分別達(dá)到195.46 m/s和112 J·m2/kg，都高于同厚度的芳綸復(fù)合材料和以芳綸為著彈面的混雜復(fù)合材料。

Ma[10]等對(duì)碳纖維(T700SC-12000)/芳綸(Kevlar 29)混合增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料管的準(zhǔn)靜態(tài)壓縮性能和吸能能力進(jìn)行研究。在纖維含量相同的情況下，三層(芳綸/碳纖維/芳綸)結(jié)構(gòu)比五層(芳綸/碳纖維/芳綸/碳纖維/芳綸)結(jié)構(gòu)具有更好的吸能能力。通過顯微鏡對(duì)復(fù)合材料橫截面觀察發(fā)現(xiàn)，復(fù)合材料破壞模式為彎曲、張開和屈曲的混合破壞，且3種破壞模式的能量吸收能力依次降低。

陳戰(zhàn)輝[11]等采用真空輔助樹脂滲透成形工藝制備了碳纖維復(fù)合材料和芳綸/碳纖維層間混雜復(fù)合材料，并對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行了沖擊試驗(yàn)研究。試驗(yàn)表明，在碳纖維層合板表面鋪覆芳綸，可以減小出射面的損傷面積和降低層合板結(jié)構(gòu)的纖維斷裂損傷范圍，出射面損傷面積減幅為32%～76%；芳綸在入射面可以減小層合板的沖擊損傷程度，在出射面會(huì)造成較大的混雜界面分層。

吳思保[12]等研究了熱壓罐法成型工藝對(duì)碳纖維和雜環(huán)芳綸混雜復(fù)合材料的變形影響。試驗(yàn)表明，降低復(fù)合溫度和增加復(fù)合壓力，采用二次膠接及芳綸復(fù)合材料預(yù)變形處理可以減小混雜結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的變形，其中溫度變化的影響最明顯，復(fù)合溫度由 180 ℃降至120 ℃時(shí)，復(fù)層結(jié)構(gòu)的變形減小了80%。

尹寒飛[13]等利用聲發(fā)射(AE)和數(shù)字圖像(DIC)相關(guān)方法互補(bǔ)技術(shù)研究了碳纖維/芳綸層內(nèi)混雜復(fù)合材料在拉伸過程中的信號(hào)衰減、損傷演化等。結(jié)果表明，利用AE技術(shù)能有效區(qū)分混雜復(fù)合材料中芳綸和碳纖維的損傷破壞行為；結(jié)合DIC方法，能有效反映復(fù)合材料試件表面位移場(chǎng)的變化規(guī)律。

芳綸/碳纖維混雜復(fù)合材料的研究較多針對(duì)混雜方式、成型工藝等對(duì)復(fù)材力學(xué)性能、防彈性能等的影響進(jìn)行研究。通過優(yōu)化組合，可以提升純芳綸復(fù)合材料的壓縮、彎曲及界面性能，預(yù)計(jì)在結(jié)構(gòu)材料、防彈材料等領(lǐng)域具有應(yīng)用前景。

2 芳綸/玻璃纖維混雜復(fù)合材料研究現(xiàn)狀

Valen?a[14]等采用Kevlar 49芳綸與S玻璃纖維制備了Kevlar49(經(jīng))/Kevlar 49(緯)、Kevlar 49(經(jīng))/S玻璃纖維(緯)和Kevlar 49(經(jīng))/Kevlar 49+S玻璃纖維(緯)三種斜紋結(jié)構(gòu)的混編織物，并對(duì)織物/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的性能進(jìn)行試驗(yàn)研究。試驗(yàn)顯示，幾種織物復(fù)合材料的性能各有高低，與以Kevlar 49芳綸或S玻璃纖維為緯紗相比，以Kevlar 49+S玻璃纖維為緯紗的混雜復(fù)合材料在90 °方向的屈服強(qiáng)度(均值154.69 MPa)和彎曲強(qiáng)度(均值260.30 MPa)最高，0 °方向的沖擊能量最高(均值216.27 kJ/m2)。

陳飛[15]等研究了聲發(fā)射信號(hào)在玻璃纖維/芳綸混雜復(fù)合材料板中的傳播衰減特性及波速規(guī)律。發(fā)現(xiàn)聲發(fā)射信號(hào)在傳播過程中，幅值隨著傳播距離成指數(shù)性衰減。當(dāng)傳播距離達(dá)到200 mm時(shí)，75 °傳播方向上幅值衰減達(dá)到了90%。聲發(fā)射信號(hào)在0 °～60 °傳播方向上傳播時(shí)，波速隨角度增大而減?。辉?0 °～90 °傳播方向上傳播時(shí)，波速隨角度增大而增大。

楊彥峰[16]等研究了芳綸、玻璃纖維及二者混雜增強(qiáng)酚醛泡沫的性能。試驗(yàn)顯示，玻璃纖維、芳綸和混雜都能夠大幅提高酚醛泡沫的壓縮強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度。壓縮強(qiáng)度隨芳綸比例的增加而降低；當(dāng)芳綸和玻璃纖維質(zhì)量比為1 ∶1時(shí)的彎曲強(qiáng)度達(dá)到最大值0.42 MPa；沖擊強(qiáng)度隨芳綸比例的增加而明顯增大，當(dāng)加入6%的芳綸時(shí)，其沖擊強(qiáng)度達(dá)到4.75 kJ/m，比純酚醛泡沫提高了324%。

Imielinska[17]研究了玻璃纖維/芳綸層內(nèi)混雜和層間混雜復(fù)合材料層合板浸水老化后的低速?zèng)_擊性能。試驗(yàn)表明，干態(tài)和濕態(tài)條件下兩種試樣的低速?zèng)_擊破壞模式都是纖維/基體脫粘和界面裂紋。層間混雜試樣在濕態(tài)和干態(tài)條件下的抗壓強(qiáng)度保留系數(shù)分別為0.77和0.63，都高于層內(nèi)混雜試樣。

張超[18]等研究了玻璃纖維/芳綸混雜增強(qiáng)丁腈橡膠改性酚醛樹脂的摩擦性能。數(shù)據(jù)表明，添加混雜纖維能明顯降低摩擦系數(shù)和磨損率；添加后的磨損機(jī)制為疲勞和塑性變形，未添加的主要表現(xiàn)為疲勞、犁溝以及少量黏著磨損。

徐魯杰[19]等從混雜比、樹脂配方及成型工藝三方面對(duì)芳綸(T750芳綸織物)與高強(qiáng)玻璃纖維(單向布或平紋布)層間混雜復(fù)合材料的抗穿燃彈(12.7 mm)性能進(jìn)行研究分析。數(shù)據(jù)顯示，單向靶板(T750芳綸織物+高強(qiáng)玻璃纖維單向布)的比吸能值(SAE)高于平紋靶板(T750芳綸織物+高強(qiáng)玻璃纖維平紋布)，SAE值最高為131.9 J·m2/kg。二者的動(dòng)能消耗機(jī)理有所差異，單向靶板中纖維大片扯出吸收動(dòng)能，平紋靶板逐層分層吸收動(dòng)能。

Fidan[20]等采用顯微斷層掃描技術(shù)研究了玻璃纖維和玻璃纖維/芳綸混雜增強(qiáng)聚酯復(fù)合材料的內(nèi)部沖擊損傷。試驗(yàn)顯示，芳綸的加入可以明顯提高玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料在低速載荷下的沖擊承載能力，其韌性阻礙了沖擊載荷下裂紋的形成和裂紋的擴(kuò)展，提高了抗沖擊性能和穿孔閾值。

相關(guān)文獻(xiàn)對(duì)芳綸/玻纖混雜體系進(jìn)行優(yōu)化研究及其破壞機(jī)理分析，結(jié)果顯示混雜芳綸可以明顯改善玻纖復(fù)合材料的沖擊承載能力和耐磨性等，在耐磨、抗沖擊等領(lǐng)域具有工業(yè)應(yīng)用可能。

3 芳綸/玄武巖纖維混雜復(fù)合材料研究現(xiàn)狀

Bandaru[21]等制備了兩種玄武巖纖維/芳綸二維平紋雜化織物，并和聚丙烯復(fù)合制備了三種層合結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料，并研究了復(fù)合材料的拉伸性能和壓縮性能。試驗(yàn)顯示，混雜復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度較玄武巖纖維復(fù)合材料提高3.02%～16.42%；楊氏模量較芳綸復(fù)合材料和玄武巖纖維復(fù)合材料分別提高2.96%～13.77%和3.16%～14.75%；壓縮強(qiáng)度、壓縮模量和破壞應(yīng)變都介于芳綸復(fù)合材料和玄武巖纖維復(fù)合材料之間。Bandaru[22]還研究了玄武巖纖維/芳綸三維混雜織物增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料的拉伸和壓縮性能。試驗(yàn)顯示，三維混雜織物復(fù)合材料的經(jīng)緯向拉伸強(qiáng)度、破壞應(yīng)變都高于芳綸和玄武巖纖維復(fù)合材料，彈性模量和壓縮模量介于芳綸和玄武巖纖維復(fù)合材料之間。

周冬春[23]等首先制備了Kevlar 129芳綸/玄武巖纖維的3D織物/環(huán)氧復(fù)合材料，并對(duì)兩種混雜結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的拉伸和剪切性能進(jìn)行研究。試驗(yàn)顯示，層內(nèi)混雜復(fù)合材料的徑向拉伸強(qiáng)度和楊氏模量分別達(dá)到281.4 MPa和15.53 GPa，高于層間混雜的222 MPa和12.8 GPa。層內(nèi)混雜復(fù)合材料的剪切強(qiáng)度和模量分別為122 MPa和3.97 GPa，較層間混雜分別高 19.61%和26.03%。Wang[24]等進(jìn)一步對(duì)復(fù)合材料的低速?zèng)_擊性能進(jìn)行研究。結(jié)果表明，層間編織模式的復(fù)合材料表現(xiàn)出較高的韌性指數(shù)(8%～220%)、較低的峰值載荷(5%～45%)和較高的經(jīng)緯向比能量吸收(9%～67%)。

Sarasini[25]等采用220 g/m2的玄武巖纖維織物和130g/m2的Twaron2200芳綸織物及環(huán)氧樹脂制備了夾心(內(nèi)部7層玄武纖維巖織物，外部各3層芳綸織物)和交替(7層芳綸織物和6層玄武巖纖維織物交替排列)兩種結(jié)構(gòu)的層間混雜復(fù)合材料，并對(duì)復(fù)合材料經(jīng)不同能量沖擊后的彎曲性能進(jìn)行研究分析。試驗(yàn)顯示，兩種結(jié)構(gòu)的沖擊后彎曲強(qiáng)度都隨沖擊能量增加而單調(diào)降低，且夾心結(jié)構(gòu)的沖擊前后彎曲強(qiáng)度都明顯高于交替結(jié)構(gòu)。但交替結(jié)構(gòu)具有更好的能量吸收能力，其通過交替層的多個(gè)小分層起到破環(huán)分散作用，呈現(xiàn)最有利的沖擊后彎曲強(qiáng)度和損傷容限組合。

相關(guān)文獻(xiàn)對(duì)芳綸/玄武巖纖維混雜方式及其對(duì)復(fù)合材料的性能進(jìn)行研究，結(jié)果顯示通過混雜可以改善芳綸復(fù)合材料和玄武巖復(fù)合材料的相關(guān)性能，層內(nèi)混雜和夾心結(jié)構(gòu)的混雜效應(yīng)優(yōu)于層間混雜和交替結(jié)構(gòu)。

4 芳綸/其他纖維混雜復(fù)合材料研究現(xiàn)狀

Yahaya[26-27]等對(duì)紅麻/芳綸(Kevlar 129)混雜環(huán)氧復(fù)合材料的性能進(jìn)行研究。結(jié)果表明，紅麻機(jī)織布混雜復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度為145.8 MPa，分別比紅麻單向布和非織造混雜復(fù)合材料高20.78%和43.55%；夏比沖擊(Charpy impact)強(qiáng)度為51.41 kJ/m2，分別比紅麻單向布和非織造混雜復(fù)合材料高19.78%和52.07%。彈道沖擊結(jié)果顯示,隨著紅麻含量的增加，混雜復(fù)合材料的彈道性能呈降低趨勢(shì)。雙層紅麻和14層芳綸布混雜復(fù)合材料的V50(452 m/s)和吸能值最高。

肖文瑩[28]等研究了對(duì)位芳綸和超高分子量聚乙烯纖維(UHMWPEF)單向布層間混雜復(fù)合材料靶板的防彈性能。試驗(yàn)顯示，以芳綸為迎彈面和提高UHMWPEF混雜比都能夠提升抗彈性能；迎彈面選用抗壓縮剪切性能好的纖維材料，背彈面選強(qiáng)度高、斷裂伸長率大的纖維材料，可以提高比吸能值。當(dāng)芳綸和UHMWPEF混雜比為1 ∶2，且芳綸為迎彈面時(shí)的比吸能值可達(dá)56.46 J·m2/kg。

Patnaika[29]等研究了Twaron芳綸漿粕和硅酸鋁基陶瓷纖維混雜改性酚醛復(fù)合材料的摩擦性能。結(jié)果顯示，摩擦磨損隨陶瓷纖維含量降低而持續(xù)降低，摩擦波動(dòng)隨芳綸含量的增加而減小，在陶瓷纖維和芳綸為5 ∶1時(shí)整體性能最佳。

孫穎[30]等采用樹脂傳遞模塑(RTM)工藝制備了Kevlar 49芳綸、UHMWPEF和環(huán)氧樹脂的兩種層間混雜、兩種夾芯混雜和層內(nèi)混雜共5種混雜結(jié)構(gòu)復(fù)合材料層板(都為5層織物)，并通過落錘沖擊試驗(yàn)研究了混雜結(jié)構(gòu)、纖維含量對(duì)抗沖擊性能的影響。結(jié)果表明，混雜復(fù)合材料載荷峰值大于單一纖維復(fù)合材料，沖擊正面與背面都為芳綸的層間混雜方式?jīng)_擊載荷峰值最大可達(dá)到3.11 kN；當(dāng)UHMWPEF含量為40%時(shí)，在沖擊能量相近的情況下，層內(nèi)混雜方式的沖擊后損傷區(qū)域最小。

Zheng[31]等采用外徑24 mm的特殊燒結(jié)金剛石取芯鉆頭對(duì)陶瓷/芳綸雙層復(fù)合材料裝甲的鉆削進(jìn)行了試驗(yàn)研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，從芳綸復(fù)合材料背板鉆入能獲得較為圓滑的鉆孔，隨著壁厚增加，加工效率降低；主軸轉(zhuǎn)速在2 600 r/min之前，鉆孔效率隨著轉(zhuǎn)速增加而增加；在2 600～3 200 r/min范圍內(nèi)，鉆孔效率隨轉(zhuǎn)速增加而降低。

王春紅[32]等研究了洋麻/對(duì)位芳綸混紡織物的環(huán)氧復(fù)合材料性能。結(jié)果顯示，混雜復(fù)合材料的拉伸、彎曲和剪切性能大多較純芳綸復(fù)合材料有所提高，尤其是剪切性能提升明顯，其中20%洋麻/80%芳綸混紡織物復(fù)合材料剪切強(qiáng)度比純芳綸織物增強(qiáng)復(fù)合材料提高18.6%。

芳綸與其他纖維混雜的研究結(jié)果也顯示，通過混雜可以不同程度地改善單一纖維的相關(guān)性能，尤其芳綸與UHMWPEF混雜在防彈方面起到明顯的提升作用。

5 芳綸/多纖維混雜復(fù)合材料研究現(xiàn)狀

Li[33]等首先采用Kevlar回收短纖維、錦綸短纖維和低熔點(diǎn)聚酯短纖維制備混合非織造布(CF)，再將兩層混合非織造布和1層芳綸織物(K)或1層玻璃纖維織物(G)制成兩種夾心材料(K-CF和G-CF)，再將兩種夾心材料通過針刺、熱粘合制備多種組合的復(fù)合織物材料(5層K-CF、5層G-CF和1層K-CF與4層G-CF的多種組合)，并對(duì)織物復(fù)合材料的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)穿刺性能進(jìn)行研究。靜態(tài)和動(dòng)態(tài)穿刺試驗(yàn)結(jié)果均顯示5層都為K-CF材料的抗穿刺值最高，分別達(dá)到1 000 N/(g/cm3)和1 600 N/(g/cm3)以上。

衛(wèi)軍[34]等研究了多纖維層間混雜組合對(duì)鋼筋混凝土梁延性的影響。結(jié)果表明，芳綸/玄武巖纖維/碳纖維組合方式能大幅度提高延性，同時(shí)保證受彎構(gòu)件具有較高的極限承載力和剛度。芳綸/玄武巖纖維/碳纖維混雜模式中，芳綸和玄武巖纖維共同作用下的應(yīng)力平穩(wěn)轉(zhuǎn)移使多纖維混雜的斷裂延伸率比碳纖維復(fù)合材料提高了70.2%，極限位移提高了50.8%。

張超[35]等研究了芳綸/玻璃纖維/鋼纖維/銅纖維不同混雜組合對(duì)增強(qiáng)丁腈橡膠改性酚醛樹脂基體的摩擦性能影響。結(jié)果顯示，混雜纖維的加入明顯提高了摩擦系數(shù)和抗剪切能力，降低了磨損率。摩擦機(jī)理試驗(yàn)顯示，芳綸/玻璃纖維/鋼纖維/銅纖維混雜組合材料的磨損形式為犁溝和塑性變形；芳綸/玻璃纖維混雜組合的材料磨損形式主要為黏著磨損。

柴曉明[36]等研究了Kevlar 129平紋織物、S玻璃纖維平紋織物和T300級(jí)碳纖維平紋織物單一組分或多組分混雜熱塑性復(fù)合材料對(duì)彈體的動(dòng)能吸收能力。試驗(yàn)顯示，復(fù)合材料樹脂質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%時(shí)的彈道性能最佳，按碳纖維織物/玻璃纖維織物/芳綸織物順序復(fù)合的V50和比吸能值分別達(dá)到257.3 m/s和85.7 J·m2/kg，顯示了最優(yōu)的防彈性能。

通過多纖維混雜，發(fā)揮不同纖維的性能優(yōu)勢(shì)，可以形成互補(bǔ)協(xié)同效應(yīng)，后續(xù)應(yīng)深入研究多纖維協(xié)同作用機(jī)理。

6 結(jié)語

目前的研究結(jié)果顯示通過混雜可以實(shí)現(xiàn)芳綸復(fù)合材料相關(guān)性能的改善提升，尤其在抗沖擊、耐磨和防彈等方面提升效果明顯，纖維類型、混雜方式、固化工藝等都會(huì)對(duì)最終復(fù)合材料的性能造成影響。根據(jù)不同的應(yīng)用需求，纖維類型搭配和混雜方式的可選擇性多樣，具有很強(qiáng)的可設(shè)計(jì)性、可實(shí)現(xiàn)性和可優(yōu)化性，預(yù)期未來混雜復(fù)合材料在多領(lǐng)域具有應(yīng)用前景。后續(xù)應(yīng)加強(qiáng)芳綸混雜復(fù)合材料的老化性能及綜合工況下的服役性能等評(píng)價(jià)研究，同時(shí)形成系列標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品及數(shù)據(jù)手冊(cè)，為芳綸混雜復(fù)合材料的工業(yè)應(yīng)用提供設(shè)計(jì)依據(jù)和參考。