Impact toughness of aramid fibre reinforced laminar thermoplastic composite materials

Abstract

In order to obtain a composite material with desired improved resistance to penetration of ballistic projectile, a poly(p-phenyleneterephthalamide) reinforced laminar thermoplastic composite material has been made. This paper describes the procedure of manufacturing such composite material, and its behavior during the ballistic and micromechanical testing as well. The analysis of impact resistance results obtained from ballistically tested and untested composite panel specimens has shown an improved mechanical energy absorption capability due to effect of strong aramid fibers, ductile thermoplastic matrix and interface between fiber and matrix. This interface enables load transfer between the two constituents using high load-bearing capacity of the reinforcement. Another feature of the interface is deflection of propagating cracks within the material and thus raising toughness.

Sa ciljem dobijanja materijala poboljšane otpornosti na prodor balističkog projektila napravljen je laminarni kompozitni materijal sa termoplastičnom matricom ojačan poli (p-fenilentereftalamidom). U ovom radu je opisan način izrade pomenutog kompozitnog materijala kao i njegovo ponašanje prilikom balističkih i mikromehaničkih ispitivanja. Analiza rezultata dobijenih ispitivanjem udarne žilavosti balistički testirane i netestirane kompozitne ploče, pokazala je poboljšanu sposobnost apsorpcije mehaničke energije u materijalu usled uticaja jakih aramidnih vlakana, duktilne termoplastične matrice i ostvarene granične površine između njih koja sa jedne strane omogućuje prenos opterećenja između konstituenata tako da se koristi sposobnost ojačanja kao nosioca opterećenja, a sa druge strane reflektuje propagaciju prsline u materijalu i na taj način doprinosi povećanju žilavosti kompozita.