无机类富勒烯纳米二硫化钨制备及其在防弹领域的应用

新型材料无机类富勒烯纳米二硫化钨材料具有球形的嵌套中空结构，其外表光滑的球形可以使应力均匀地沿颗粒表面分布，嵌套中空结构可以大量地吸收冲击波的能量，具有极好的抗冲击和减震性能。采用半连续化流化床反应技术，用纳米级WO3作为前驱体，通过WO3-HS2的固-气反应合成无机富勒烯类WS2纳米材料；将无机类富勒烯纳米二硫化钨以均匀分散或"三明治"叠层的形式添加于高性能纤维增强树脂基复合材料中，制备单兵防护用复合防弹板材，评价复合防弹材料的弹道性能及吸能机理，开发具有优异性能的新一代复合防弹材料。

本项目采用流化床制备技术，以纳米级WO3作为前驱体，连续稳定批量制备了无机类富勒烯二硫化钨（IF-WS2）纳米材料，并结合无机富勒烯纳米二硫化钨的超级吸收冲击波性能及超高分子量聚乙烯纤维优异的抗冲击性能，通过将无机类富勒烯纳米二硫化钨均匀的分散于超高分子量聚乙烯纺丝溶液中，利用冻胶纺丝成型技术，制备了综合性能优异的UHMWPE/WS2复合防弹材料；通过弹击实验，评价UHMWPE/WS2复合防弹材料的防弹性能及防弹机理，以期开发具有优异性能的新一代复合防弹材料。. 1、采用流化床制备技术，以纳米级WO3作为前驱体，连续稳定批量制备了无机类富勒烯二硫化钨（IF-WS2）纳米材料。. 2、通过向UHWMPE纺丝溶液中加入偶联剂处理后的纳米WS2，制备了一系列纳米WS2 增强的UHMWPE/纳米WS2复合纤维。采用UHMWPE/纳米WS2复合纤维制备了UHMWPE/纳米WS2复合防弹材料，并通过弹击实验、扫描电镜、透射电镜、X射线衍射等分析表征手段，评价了纳米WS2的加入对UHMWPE防弹材料抗冲击性能的影响。. 3、根据对UHMWPE/纳米WS2复合防弹材料弹道性能的测试结果及子弹冲击前后UHMWPE/纳米WS2¬复合材料中IF-WS2颗粒的微观形貌变化，提出了UHMWPE/纳米WS2复合材料的防弹机理，即UHMWPE/纳米WS2复合纤维中IF-WS2纳米颗粒的准球形结构可以较好的吸收外来冲击力，从而有效抑制子弹冲击对UHMWPE/WS2复合材料的破坏。