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超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维具有较高的比强度和比模量,较低的断裂伸长率,较高的结晶度,被广泛的应用于国防军事,航空航天等领域,是目前抗冲击领域中应用较多的高性能纤维之一,但是由于UHMWPE纤维表面的惰性及光滑性,使得UHMWPE纤维束在织造过程中容易产生松散、起毛起球等现象。同时,直接将UHMWPE织物与树脂进行复合,容易造成部分纤维树脂浸润不均匀的现象。本课题将纱线进行加捻、包缠和热处理,同时选取聚氨酯作为涂覆材料直接在纱线层面上对UHMWPE纤维束进行涂覆处理,对这些纱线的力学和热学性能进行表征。最后选取力学性能优异的2组纱线进行后续的2.5D织造,探究加捻纱和聚氨酯涂覆纱织物在防穿刺、防切割和抗冲击领域的性能差异。主要有以下几点发现:(1)通过改变加捻,包缠的工艺和热处理温度,对UHMWPE加捻纱和包缠纱的外观形貌、力学和热学性能等进行表征,得出了UHMWPE纱线的最优热处理温度,通过对不同加捻方式和捻度纱线的力学性能分析,得出了拉伸力学性能最优的加捻纱线。实验选取的3种热定型温度(60℃,90℃,120℃)中,60℃热定型效果最佳,该温度下,纱线有较好定捻效果,且随着捻度的变化,纱线的力学性能也保持优异。常温加捻,捻度为250 T/m的UHMWPE纱线的拉伸强力最佳,为60.67±7.55 N,较UHMWPE原纤维束的强力增量为17.24%,并且包缠处理可明显提高纱线的拉伸强力。(2)探究了DMF溶剂体系和DMF/Toluene溶剂体系所制备的聚氨酯复合纱线在微观形貌、力学性能、热学性能和界面性能等的差异,探究了聚氨酯复合纱线的线密度、外观形貌、拉伸强力、热稳定性和界面剪切强度随着聚氨酯涂覆层中纳米ZrO2固含量变化的规律。发现,DMF/Toluene溶剂体系制备的涂覆纱拉伸强力和界面剪切强度高于DMF溶剂体系涂覆纱,且聚氨酯中纳米ZrO2的添加对UHMWPE纱线的力学性能、热稳定性和界面性能均有提高作用,DMF/Toluene溶剂体系中,UHMWPE纤维表面涂覆层固含量为3.23%的复合纱线拉伸强力值最大,其一次拉伸强力为162.13±8.99 N,相比于UHMWPE原纤维束的增量为213.29%。(3)探索了UHMWPE加捻纱和聚氨酯涂覆纱织造层层正交角联锁织物的上机织造工艺,对比了加捻纱和涂覆纱织物的密度、防刺、防割和抗冲击等性能的区别,探索这些性能随着织物纬纱层数增加的变化规律。研究发现,涂覆纱层层正交角联锁织物的防穿刺性能、防切割性能和抗冲击最大载荷值均高于加捻纱织物。加捻纱和涂覆纱织物的面密度、最大穿刺力、最大滑动切割距离和抗冲击最大载荷值都与织物的层数成正相关。1层、3层与5层涂覆纱织物抗冲击最大载荷值较相同层数加捻纱织物的增量分别为11.70%、24.55%、4.88%。