玻璃纤维增强塑料防弹板

玻璃纤维增强塑料防弹板1994J第22卷,第6期工程塑料应用ENGINEERNGPLASTICSAPPLICATION1994VO122,NO6玻璃纤维增强塑料防弹板一研RLII,一0研RLII,内容提要夼绍了玻璃纤维增强塑料防弹板的配方设计,生产工艺流程和性能,初步讨论了基萎设弹栎材,关键词竺兰玻纤塑兰皇竺璺圭L碥1率J,1概述纤维增强塑料自4O年代应用于人体防护以来,在车辆装甲防护方面已经取得了令人瞩目的成就在通常应用的几种复合材料中,尽管芳纶和超高横量聚乙烯复合材料的防弹性能优于玻纤增强塑料,但其昂贵的成率却令人望而却步玻纤增强塑料由于质轻,成本低,原材料来源丰富,因而率先获得了实际应用尤其是60年代开发出的高强度S一2玻纤,它与E玻纤相比,拉伸强度提高3540,压缩强度提高2O25,密度降低24杨氏弹性横量提高L820,在同等面密度下S一2玻纤复合材料防弹性能比E一玻纤复合材料,5083铝,KEV1AR一29都好1987年FMC公司采用OCF公司的S一2玻纤增强塑辫为M2BRADLEY战车制造炮塔,可一次成型代替30个铝合盘焊接部件,不仅降低了成本T而且减少质量125美国DAYTON研究中心和MARINE公司在M113装甲运兵车上正在进行一种掺混技术的研究,已研制一种轻型复合装甲车体井进行了试验,其目的是证明玻纤增强塑料装甲的可行性,由MARTINMARIETTABALTIMVRE航天公司制造的车体,采用E一玻歼粗编布制造的层压板,现正处于试验阶段我们在承担新材料预研时联系国内实际,针对我国经济迅速发展各种车辆需求增多的现实,为满足高级轿车,警用车辆及银行运款车等的防护要求,进行了玻璃纤维增强塑料防弹板的研制2实验部分21仪器爰设备1013型烘箱Y711OOT液压机5A式和56式762RAM测速工作枪127RAM测速工作抢M14步枪22腰材料原材料规格及产地见表L寰1厦材辩规格置产地23层压板制鲁231工艺路斑玻璃布援处理一浸腔一预烘一压制成型232工艺制喜首先把玻璃布进行预处理,然后按纤维与树脂的比例进行浸胶,制成预授料预授料在10012OC下预烘LO20MIN,除去大部分挥发份,然后按一定的铺层设计将其铺放好,置于模具中,在温度18O185,压力8MPA,保温时间35RAIN/RAM下制备层压板24力学性糖测试力学性能测试项目及标准见34节25防弹性能试验1将制得的不同厚度的防弹板进行VS和防护系数的测定分别用782MM,127RAM铡速工作枪,钢珠模拟弹及762MM铡速工作枪穿燃弹在距离14M进行了射击试验2在定型试验靶场,用ML4步枪,782X51铅芯弹,射击距离为5M,将制得的33MM厚板材与美国BAC公司的33MM厚玻璃纤维增强塑料板材进行了对比射击试验3实验结果及讨论31基俸树脂和韧荆对晨压插性糖的影响由于复合材料的防弹性能取擞于能量吸收速度和动力学破坏机理的联合作用,当复合材料靶板受牧稿目期199408一O830工程塑料应用1994年,第22卷,第6期到冲击时,弹的能量在靶板中分解为三部分,即压缩,剪切拉伸而对于复合材料来说,其压缩强度随应变率增加线性增大,基体树脂的应变敏感性决定了复台材料的应变率效应据报道,在冲剪试验中粗纹编织玻纤增强聚酯在冲剪周围产生太面积脱层,且有大量碎片而细纹玻璃布增强环氧有一光滑的冲剪洞,在剪切面上的破坏很小,就很好地说明了这一点这是因为聚酯树脂的破坏应变率低于环氧树脂,在复合材料破坏之前,聚醇树脂破坏并碎裂成的情况而言,高弹性模量的纤维多依赖进口,成本高,不适于商业应用为此,我们选用早已商品化且价格便宜的S一玻璃布和E一玻璃布作为增强材料如表3所示,通过研究发现,尽管S2玻璃布的性能比E一玻璃布高,但二者层压板的防弹性能却相差不大基于此,我们选用了价格更便宜的E玻璃布作为增强材料表3为两种玻璃布层压板的V值寰3不同骧璃布层压板的VS柏I比较33不同铺层设计对层压板性能的影响在弹丸贯穿目标材料的过程中产生一系列效应,这些效应大致分为贯穿效应和破片效应两类因此防弹板必须为两层,一层是用来使弹丸破碎的刚性层,它传递高速弹性渡一层具有相对弱的界面牯结,用来分散吸收的能量0根据这个原理,我们对层压板进行了特殊的铺层设计,结果表明防弹性能明显提高表4是单一层板与特殊铺层板的防弹性能的比较衰4不同铺层设计层压扳防弹性能比较34层压板的力学性能及防弹性能力学性能测试结果见表5,防弹性能见表6衰5轻型防护差甲用骧壹千增强层压板力学性能板材种类VSO值M/S防护系数备注上述结果表明,该层压板结掏性能好,防弹性能优异,实现了结掏强度和防弹性能的台理平衡该类板材作为刚性结构防弹板材有广阔的应用前景4结论玻璃纤维增强塑料作为车辆防弹板是可行的,可以防护普通762MM步枪,L27MM机枪的射击及炮弹破片,同时,可以满足商业需要在一些特殊用途的车辆上有广阔的应用前景参考文献1吴克明装甲一研究丽测国外坦克,19931402束焕戚赵时熙聚合物基复舍材料国防工业出版杜1986STUDYONGFRPARM0URPLATECHERTGANGJIANGWENLINGCINSTITUTE53JINANSYNOPSISTHISPAPERINLR,DUCESTHEFORMULJDONTECHAOOGAPRESSANDPRODUCTPROPERTIES1ANDDISCUSSESTHEATIOASH