超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维因其特殊的纤维结构而具有高的能量吸收性,由UHMWPE纤维与基体胶粘剂制成的复合无纬布可很好地吸收子弹的冲击能,因而在个体防护领域得到广泛的应用。然而这种复合无纬布,由于作为基体材料的胶粘剂强度不够高及纤维的缺陷,使得复合无纬布的综合性能受到影响,体现在整体抗冲击性能不够强、耐热性差、蠕变严重等。目前大多数研究者都致力于对UHMWPE纤维进行表面改性处理,表面处理的方法虽可以在一定程度上改善UHMWPE纤维的蠕变性及与基材的亲和性,但却使纤维的力学性能有一定损失。本文通过将贝壳粉添加入基体胶粘剂中,利用贝壳粉的特殊层状结构来达到对基体材料的增强增韧；以冻胶纺UHMWPE/碳纳米管(CNT)复合纤维作为复合无纬布的增强体纤维,以期达到提高复合无纬布的防弹、抗冲击能力,提高其耐热性,改善UHMWPE纤维的蠕变性,延长军警用防弹衣的使用寿命。本论文主要研究内容及结论如下：较全面的对贝壳粉进行表征和改性效果的评价。SEM图证实贝壳的微观结构为交叉层状结构。元素分析、XRD及TGA测试结果证实贝壳的主要成分为碳酸钙,含少量有机物,并探讨出贝壳粉的最适宜加工温度。贝壳粉在基材中的分散性及与基材的亲和性决定了其对基材的增韧作用。因贝壳粉含少量有机质,其表面为极性,故需要对其进行表面改性处理,降低表面能。选择钛酸酯偶联剂对贝壳粉进行改性处理,设计正交试验以探讨偶联剂含量、反应温度、时间等因素对改性效果的影响,用静态接触角测定改性前后贝壳粉的亲水性及表面能,结合红外光谱测试最终得出贝壳粉改性处理的最佳工艺,并分析出偶联剂含量对贝壳粉改性处理影响最大。本文选择与UHMWPE纤维具有相同结构的聚乙烯作为复合无纬布的基体胶粘剂,将改性后的贝壳粉添加于聚乙烯中,以期对基体材料的起到增强增韧作用。分别研究了贝壳粉含量、偶联剂含量及贝壳粉颗粒大小对聚乙烯复合物综合性能的影响。发现贝壳粉的添加对聚乙烯的结晶没有促进作用,反而使聚乙烯复合物的结晶度降低。对添加不同含量的聚乙烯复合物进行了冲击、拉伸等力学性能测试,发现贝壳粉的添加确实提高了聚乙烯复合物的冲击强度,但却使抗拉强度有所下降；选择不同的偶联剂含量对贝壳粉进行改性处理,并将改性后贝壳粉与聚乙烯复合,对复合物进行冲击、拉伸等力学性能测试,得出贝壳粉改性的偶联剂最佳含量；同样选择四种不同粒径的贝壳粉添加于聚乙烯中,从冲击强度值得出贝壳粉的最佳粒径。将PE/贝壳粉复合物与PE/碳酸钙复合物的力学性能进行对比,证实贝壳粉对聚合物的增韧作用并不是来自其成分碳酸钙,而是贝壳粉特殊的有机-无机交叉层状结构。因从SEM照片来直观的分析贝壳粉在基体中的分散状况不能正确反映分散相的分布状况,有时会出现偏差,故本文运用分形理论讨论贝壳粉在基体材料中的分散问题。选择添加不同含量的贝壳粉制得PE/贝壳粉复合物,对PE/贝壳粉复合物的SEM图片进行模型化处理,得到不同贝壳粉含量的聚乙烯复合物的分形维数,从而准确描述贝壳粉的分布均匀程度。并进一步分析贝壳粉的分散性对聚乙烯共混物冲击强度的影响,探讨贝壳粉对聚乙烯的增韧作用机理。采用冻胶纺丝的方法制备不同碳纳米管(CNT)含量的UHMWPE/CNTs复合纤维,对复合纤维的形态结构、结晶性能、耐热性、力学性能进行了测试,并在测定了不同应力条件下复合纤维1h内蠕变率(ε)随时间的变化曲线,对不同碳纳米管含量的复合纤维蠕变随应力水平的变化关系进行了分析。结果表明,CNT的引入明显改善了UHMWPE纤维的蠕变性能,且随着复合纤维中碳纳米管含量的增加,其蠕变率变化逐渐趋于平缓,复合纤维材料的整体尺寸稳定性得以增强。将改性后贝壳粉添加于复合无纬布基体胶粘剂中,并采用冻胶纺UHMWPE/CNTs复合纤维替代UHMWPE纤维作为增强体,制得改性后的UHMWPE纤维复合无纬布。研究贝壳粉在复合无纬布中的分散状况,及复合无纬布的制作工艺对其防弹性能的影响,对不同贝壳粉含量及碳纳米管含量的复合无纬布根据GA141-2001标准进行实弹测试,测试结果证明：添加贝壳粉于基体胶粘剂中,明显提高了复合无纬布的防弹抗冲击能力,改性后的复合无纬布在高温和低温的环境下,都展示了良好的防弹能力,说明碳纳米管的作用提高了UHMWPE纤维的耐热性,预计会延长防弹衣的使用寿命。