PAN/BF包芯纱增强复合材料层间剪切性能研究

doi:10.19936/j.cnki.2096-8000.20220228.011

复合材料科学与工程 ›› 2022, Vol. 0 ›› Issue (2): 68-74.DOI: 10.19936/j.cnki.2096-8000.20220228.011

PAN/BF包芯纱增强复合材料层间剪切性能研究

曲艳萍¹, 田荟霞^2*

1.西安工程大学人文社会科学学院,西安710048;
2.西安航空制动科技有限公司,兴平 713106

收稿日期:2021-05-17 出版日期:2022-02-28 发布日期:2022-03-14
通讯作者: 田荟霞(1995-),女,硕士,主要从事纺织复合材料方面的研究,1134484576@qq.com。
作者简介:曲艳萍(1981-),女,硕士,讲师,主要从事纺织品设计方面的研究。
基金资助:
国家自然科学基金面上项目(52073224)

Study on interlaminar shear properties of PAN/BF core-spun yarn reinforced composites

QU Yan-ping¹, TIAN Hui-xia^2*

1. School of Humanities and Social Sciences, Xi′an Polytechnic University, Xi′an 710048, China;
2. Xi′an Aviation Brake Technology Co., Ltd., Xingping 713106, China

Received:2021-05-17 Online:2022-02-28 Published:2022-03-14

摘要/Abstract

摘要： 玄武岩纤维(BF)增强复合材料被广泛应用于汽车、航空、工业建筑等领域,但由于层间性能较差,导致复合材料的整体机械性能不佳,使用过程中易分层,缩短其使用寿命。为了提高玄武岩纤维增强复合材料的层间性能,本文采用共轭静电纺丝技术将聚丙烯腈(PAN)纳米纤维包覆在BF表面制备了PAN/BF包芯纱,再将其织造成织物并与树脂复合固化得到复合材料。采用短梁剪切试验对复合材料的层间剪切性能进行了测试分析,结果表明:引入纳米纤维之后,单向带复合材料和平纹复合材料的层间剪切强度分别提高了11.5%和8.72%;在试验加载过程中,平纹织物增强复合材料要比单向带织物增强复合材料承受载荷更大,受力情况更为复杂,其载荷-位移曲线呈现台阶式下降现象。

关键词: 玄武岩纤维, 共轭静电纺丝, 纳米纤维包覆纱, 层间剪切性能

Abstract: Basalt fiber (BF) reinforced composites have been widely used in automotive, aviation, industrial buildings and other fields. However, the interlamellar properties of the composites are weak, which lead to the poor overall mechanical properties of BF reinforced composites, and the composites are easy to be layered in the process of application, which shorts their service life. In order to improve the interlaminar properties of BF reinforced composites, polyacrylonitrile (PAN)/BF core-spun yarns were prepared by conjugate electrospinning method with PAN nanofibers coated on the surface of BF. Then, PAN/BF core-spun yarn was woven into fabric and cured with resin to get composites. The interlaminar shear properties of the composites were tested and analyzed by short beam shear test. The results show that compared with BF reinforced composites, the interlaminar shear strength of unidirectional composites and plain composites reinforced with nanofiber core-spun yarns is increased by 11.5% and 8.72%, respectively. In the process of test loading, the load-displacement curve of plain weave fabric reinforced composite is more complicated than that of unidirectional strip fabric reinforced composite, and the load-displacement curve decreases in a stepped way.

Key words: basalt fiber, conjugated electrospinning, nanofiber core-spun yarn, interlaminar shear performance

中图分类号:

TB332

曲艳萍, 田荟霞. PAN/BF包芯纱增强复合材料层间剪切性能研究[J]. 复合材料科学与工程, 2022, 0(2): 68-74.

QU Yan-ping, TIAN Hui-xia. Study on interlaminar shear properties of PAN/BF core-spun yarn reinforced composites[J]. COMPOSITES SCIENCE AND ENGINEERING, 2022, 0(2): 68-74.

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Study on interlaminar shear properties of PAN/BF core-spun yarn reinforced composites

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