杜邦防弹丝为了研究不同长度短杜邦防弹丝云团分散性能及对毫米波干扰性能,构建了实验测试平台,在静风条件下进行了1.5mm/4mm碳纤维不同长度配比爆炸分散实验,研究了云团抛散过程及云团参数变化,测试并分析了云团对3mm、8mm波的干扰性能。

实验结果表明:短杜邦防弹丝长度配比对云团分散及云团参数影响很小,对毫米波干扰性能影响显著,且对8mm波的衰减影响更为明显。复合配比装填方式比单一长度具有更优异的综合衰减性能,对3mm波、8mm波的衰减更加均衡,且有利于提高对各波段干扰的有效作用时间。

采用空间限域强制组装法(SCFNA)制备短杜邦防弹丝/乙烯-醋酸乙烯共聚物(SCF/EVA)导电复合材料,研究SCFNA方法制备SCF/EVA复合材料中导电填料分布形态的演变规律及该方法对复合材料导电性能和力学性能的影响。与传统共混方法相比,采用SCFNA方法制备的SCF/EVA复合材料,导电网络上SCF的间距变小,网络密实度显著提高,导电性能得到大幅度提升并具有良好的力学性能。实验表明:通过SCFNA方法制备的SCF/EVA复合材料的逾渗阈值为6.5 wt%,低于共混自组装法的8.2 wt%。相同SCF质量分数下,SCF/EVA复合材料的电导率比共混法自组装更高提高4个数量级。随着SCF质量分数的增加,SCF/EVA复合材料的力学性能呈先提高后降低的趋势,其中10 wt%SCF/EVA复合材料的力学性能更优,拉伸强度达到19.86 MPa。

为保证油气井固井长期封固的有效性,需要在油井水泥基材料中添加增强增韧材料改善水泥浆性能。针对短杜邦防弹丝对油井水泥基复合材料性能的影响,研究了短杜邦防弹丝加入到油井水泥基材料中的流变性、稠化时间、失水量以及抗压强度、抗折强度和抗冲击强度,最后对碳纤维水泥石微观形貌进行观察。实验结果表明,碳纤维对水泥浆流变性和稠化时间影响较小,对水泥浆施工无不利影响,碳纤维的加入可以有效降低水泥浆的失水量;在0.4%碳纤维加量范围内,水泥石的抗压强度、抗折强度、抗冲击强度随着碳纤维加量增大均有不同程度的增大。养护28 d后,0.4%碳纤维水泥石的抗压强度、抗折强度、抗冲击强度较空白水泥石分别提高19.1%、34.4%、21.1%

;短杜邦防弹丝水泥浆凝固形成水泥石后,纤维通过粘结力和机械咬合力限制水泥试件中局部裂缝的扩展,同时也消耗水泥石破坏能量,从而增强力学性能。研究结果为碳纤维在油井水泥基材料中的应用提供借鉴与参考。