一种高性能纤维的创新应用，蜂窝结构？防弹复合材料？

发表时间：2018-01-08

在复合材料领域，对位芳酰胺纤维（P-ARF）主要以织物和扁带等形式使用，而间位芳酰胺纤维（m-ARF）则以蜂窝结构等使用。

1 织物

意大利G.ANGELONI公司是专业生产高模P-ARF、高强碳纤维（HS-CF）、高模碳纤维（HM-CF）、聚芳酯“Vectran”纤维（LCPF）、GF及混杂织物和单向带的厂家。

P-ARF织物及其混杂织物的品种有62种，PAN-CF及其混杂织物有100种，LCPF及其混杂织物有11种，MP-CF有 3 种，这些织物和单向带可加工成各种美观的复合材料制品。这些纤维还可与钛、不锈钢、铜、纯金、银等丝交织成各种创新织物。

图用高性能纤维加工的各种创新织物

美国A&P Technology公司生产各种P-ARF、CF、GF及其混杂纤维的编织套、单向织物、非织造布、机织物、编织扁带、预成型体等，其中P-ARF套状编带就有21种规格，ARF与CF混杂编织套有15种，CF编织套19种，CF与其他纤维编织套22种。产品可用于飞机、自行车、游艇、风电叶片等复合材料部件。

美国Saint-Gobain ADFORS公司生产各种角度补强的平纹织物，包括ARF、CF、GF、UHMWPEF、LCP、PBO、PET等纤维。用途有复合材料结构件、三维层压元件、增强材料、建筑结构、工程复合材料及层压材料、船帆等。

2 非织造布

美国AFN先进纤维非织造布公司隶属Hollingsworth & vose公司，专业生产P-ARF和镀镍碳纤维及CF/GF吸波非织造布，其品种规格分别有 5、8 和 4 种。主要用途有轻量的吸波隐蔽物、大罐和管道复合材料、拉挤成型管道面层、EMI屏蔽材料、复合材料表面材料、蜂窝结构表面、集成电路板稳定层、隔热材料、燃料电池部件和粘合剂衬底。

3 防弹复合材料

美国Clemson大学与军队研究实验室武器和材料研究理事会研究高比强度、高比刚性连续P-ARF增强的树脂基复合材料的形成机理，其中涉及到的工艺参数包括分子链、微纤维、纤维、纱线、织物/层数、单层压件、叠加层压和层压材料（图30）。通过简化子弹冲击方案的非线形动态/固定元件的分析，找出最佳的成型工艺参数。

美国军队研究实验室一直从事士兵防护武器威胁的研究，包括P-ARF和UHMWPEF材料动态性能的表征、材料动力学造型和模拟、纳米材料的合成和表征、聚合物基体材料的配置和表征、脑部受凸伤和爆破影响的神经病表征、骨头和软组织在受武器作用的高速损伤机理的高性能计算模拟、骨头和软组织的物理表征。此外还开展了10项相关的应用研究，目的是进一步实现轻量化，提高防护效果、降低成本和扩大应用领域。美国Fibrf lex公司是生产P-ARF、CF、GF、增强N-6、N-66、PPS、PEEK、ABS/PC、PEI、PP、FEP等复合材料的厂家，应用于无人机和武器部件等。

值得一提的是，俄罗斯SVM、ARMOS、RUSAR、ARTEC等系列高性能芳杂环酰胺共聚纤维的防弹和高压容器的基础和应用研究也取得了重大成果，为推动航空航天和国防军工的发展做出贡献。

我国的芳纶Ⅲ已有 4 家企业在小批量生产，总产能450 t/a，为国防军工作出了贡献，但产品更新换代方面不及俄罗斯。

4 蜂窝结构材料

美国Plascore公司是生产PN2航天级M?ARF蜂窝结构材料、PNI商用m-ARF蜂窝材料、PK2 P-ARF蜂窝材料，还有铝、PC和PP蜂窝材料的公司。PN2是由杜邦公司的Nomex?纸涂覆酚醛树脂制成的，具有突出的阻燃性，主要用于飞机厨房和尾翼、导弹翼材、雷达天线罩、天线、军用掩体、燃料罐、直升机旋叶、海军舱壁结合板等。