石墨烯改性水性聚氨酯胶体冲击响应与电磁波吸收特性

李翔宇; 苏子涵; 梁民族

弹道学报 ›› 2025, Vol. 37 ›› Issue (3) : 1 -7+42.

李翔宇, 苏子涵, 梁民族

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摘要

针对超高分子量聚乙烯纤维复合材料中的水性聚氨酯胶体，采用高导电石墨烯进行电磁波功能改性，制备出兼具优异力学性能与电磁波吸收能力的胶体材料。通过准静态拉伸实验和分离式霍普金森压杆动态实验系统研究其力学响应特性，并结合矢量网络分析仪在1～18 GHz宽频段内对吸波性能进行测试。结果表明，改性水性聚氨酯材料在准静态和动态条件下均表现出优秀的弹性与韧性，动态加载下具有明显的应变率效应和较强的能量吸收能力，且破坏模式随应变率变化显著。电磁波吸收方面，材料在L和S波段内的反射损耗低于-22.3 dB,吸收率超过99%;在C和X波段仍维持良好吸收性能；在Ku波段吸收能力有所下降，但总体仍优于-12 dB。研究表明，高导电石墨烯的引入有效构建了稳定的导电网络结构，显著增强了材料的电磁响应能力，同时未显著削弱其力学强度。基于石墨烯改性水性聚氨酯胶体的超高分子量聚乙烯纤维复合材料，有望兼具电磁隐身与防弹抗爆功能，在战场防护领域具有重要应用潜力。