包缠是一种可减少纱线织物编织过程中缺陷的有效技术，并促进复合材料制造过程中的均匀浸润，从而提高装甲材料的抗冲击性。为了开发出一种更为有效地消散冲击能量的纱线，我们用聚氨酯（PU）混合溶液涂覆超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纱线并将其固化，从而制造出PU/PE复合纱线，并引入ZrO2纳米粒子来提高韧性。结果表明，添加PU能够有效提高PE纱线的峰值拉伸力和失效形变，PU/PE纱线的峰值拉伸力提高了47.2 %（95 % CI，28.4 % 至 66.0 %），失效形变最大提高了87.7 %。ZrO2/PU/PE纱线的峰值拉伸力提高了44.0 %（95 % CI，29.0 % 至 58.9 %），纳米ZrO2的加入还能使PU增韧，改善其韧性特性。
如果可以接受抗冲击织物重量的适度增加，以换取更高的强度和更大的失效应变，将PE纱线涂覆以ZrO2/PU形成的复合纱线不仅在强度上有所提升，同时也极大的增加了失效应变。这被认为是提高断裂强度和失效应变的最佳涂覆方案。
近日，该成果以“Dynamic strengthening of UHMWPE yarns by incorporating ZrO2/PU coatings”为题发表在国际复材顶刊Composites Science and Technology。文章的第一作者为卢天健教授硕士生王浩翔，合作单位包括陆军工程大学、甬江实验室、天津大学、苏州大学。该工作得到了国家自然科学基金等的支持。
原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0266353824003002
