纺织复合材料王静!德州学院"山东德州#$%&’$(摘要)主要介绍了纺织复合材料的定义及组分"探讨了其主要成型技术"论述了纺织复合材料的性能及应用*关键词)复合材料+纺织复合材料+定义及组分+成型技术+应用中图分类号),-./010文献标识码)2文章编号).//345/67!6//5(/64//894/5’纺织复合材料的定义及组分纺织复合材料的定义是在复合材料的基础上定义的*复合材料是两种或两种以上的材料"按要求组合而成的一种新材料"新材料具有成分中任何单一材料所不具备的特性*纺织复合材料则是含有纤维:纱线或织物的复合材料*其性能变化是).;.;.<5或.;.<6*由上述可知"纺织复合材料的组分有纤维和树脂*纤维一般有碳纤维:玻璃纤维:硼纤维:芳纶+树脂则有不饱和聚酯树脂:环氧树脂:酚醛树脂:呋喃树脂*树脂的基本功能是为纤维提供一种支撑"并将纤维在材料中预定的位置和方向固定下来"使构件具有结构整体性*构件工作时"树脂起着传递载荷的作用"低模量的树脂基体将承担较小的负荷"而大部分负荷由高模量的纤维承担*如果没有树脂的加强和稳定作用"纺织复合材料不会显示出其优良的结构整体性"特别是承受压力时"树脂的稳定作用更加突出*总之"在纺织复合材料中"纤维是主承载部分"起增强作用+树脂将纤维粘接成一个整体"赋于复合材料各种优良的性能*#纺织复合材料成型技术#1’喷洒法此方法为将短纤维和树脂分别喷洒在模具表收稿日期)6//64.64/7作者简介)王静!.3=/>("山东德州人"讲师*面"此法适用于制作面积较大或承受力不大的构件*例如车身:建筑用构件等*#1#挤拉法此法是将牵引浸泡过树脂的长丝通过模具拉出烘干"按一定长度截断"即可制得*改变模具的截面"可得方形:圆形:工字形或其它形状构件*此法生产率高"构件纤维含量高"抗拉性好*适用于制作钩:渔杆:绝缘棒等*#1%卷绕法此方法为将浸泡过树脂的长丝通过卷绕工艺成型"其原理是将纤维或布袋浸渍树脂后"缠绕到一定形状的水溶性芯模上"固化后过水脱模制作成大型管道和容器*例如制作固体火箭发动机壳体:压力容器等*此法能充分发挥纤维的承载能力"体现可设计性*#1?层合法此法是目前广泛使用的的制作方法"利用简单织物:编织物:机织物:非织造布与树脂结和剂制作层合板材"原理是将二维织物层叠树脂浸泡加压加温固化"适合于连续大批量生产"其不足之处是层间会剥离或开裂*其产品主要是大型板材*#1$整体制作法利用整体织物骨架制作复合材料"是近年来纺织复合材料制作技术的新发展*此法层间用纤维连接"整体骨架经复合后具有良好的整体性"由于织物骨架中纤维连续而且沿多方向联连"使构件的整体性与可靠性大大提高"层间剥离现象已不存在*此法主要有三种工艺"其中利用编织工艺"可以生产外形和结构十分复杂的骨架+利用机织工@? $ @山东纺织科技#&&%年第#AA A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A期万方数据艺!可以制成工形梁"#形梁"高厚织物管材"蜂窝板材等$利用针织工艺可以生产多层经编织物"多轴向经编织物"三通道"锥形管"通用管材等骨架%上述成形方法表明&纺织复合材料的成形方法比较方便’树脂具有流动性!纤维柔软!由模具易形成要求的形状与尺寸(!成形方法多样性’一种材料!多种方法(%)纺织复合材料的性能及应用)*+性能纺织复合材料质轻"高强"刚性好%纺织复合材料的强度"刚性比金属的大!而密度则比金属的的小%经研究表明&钢的强度数值为,-.!而玻璃纤维复合材料的为/-,!碳纤维复合材料的是,,-0$代表刚性大小的比弹性模量值按上述材料排列的顺序分别是0-0"0-.",1-1%但是!纺织复合材料的密度则为钢的,23"铝的,20%耐酸碱性好%如碳纤维的耐酸碱性超过白金%耐高温%如碳纤维可在01114以下使用$玻璃纤维在551465.14不燃烧%耐腐蚀"不生锈"耐海水及微生物侵蚀%)*7应用由于纺织复合材料具有上述优越的性能!其应用范围日益扩大!纺织复合材料几乎可渗透到所有的领域%)*7*+宇航纺织复合材料在航空方面!主要应用于飞机"火箭发动机壳体"燃料罐"喷管"导弹和飞船头锥等承力不大的构件%目前飞机的许多构件都可以用纺织复合材料制作%例如&雷达罩"发动机叶片等%如今波音/3/飞机使用玻璃纤维纺织复合材料的总面积已达808平方米’因为飞行器的重量!是飞机飞行时的主要负荷!而质轻的纺织复和材料!则能减重!所以飞机的面积能大大增加(%用纺织复合材料制作的直升飞机浆叶!比同等价格的金属浆叶寿命高!后者的使用期限为,5119!而前者的则超过:1119%结构复杂的零件可用纺织复合材料直接复合而成!可减少零件个数和联接件"降低重量"节约成本%表,列出了几种飞机零件!采用不同材料时所需零件个数的对比%表+飞机零件采用不同材料的零件数零件名称金属材料数’个(碳纤维纺织复合材料零件数’个(前端:;3端盒53;联接件38:.,01,由表,可以看出!采用纺织复合材料后!零件的个数大大减少了%)*7*7造船纺织复合材料抗冲击性好"吸振性强"耐海水及海洋生物侵蚀"成形方便"便于维护!比钢材更适应海洋环境!再加上该材料成本低且质轻!所以可用于船舶业%其产品有快艇"游艇"救生船"深海渔船%用纺织材料所制造的船!可以使船的重量减轻%例如!一只竞赛用的独木舟!使用00/<碳纤维!舟的重量可以从,5-8=<降至,1=<%)*)*)车辆纺织复合材料用于车身"坐椅"油箱"车门的制做!利用层合板制做的板簧!大大延长了使用受命%同时!用此材料制做的赛车身及后压盖!由于刚度高!高速行驶时!不易变形能继续保持流线的外形$而用传统金属材料制做的车身!高速行驶时!由于空气压力而产生车体变形!接口处出现缝隙!噪声增大!空气阻力增加%)*)*>体育用挤拉法生产的空心或实心渔杆!改善了渔杆的性能$用树脂浸渍织物!滚压制做的渔杆!重量更轻!弹性更好$用碳纤维复合材料制做的乒乓球拍"滑雪板等器材!使许多运动项目!进入了一个新的时代%)*)*?军械用纺织复合材料制作的潜水艇!表面没有磁性!传统的磁性水雷不会对其造成威胁$制作的导弹外壳!可以防止高速飞行时的过热熔融%目前!战术火箭"反坦克导弹"防护装甲"大口径火炮"火箭导弹"火箭发动机等已开始用纺织复合材料制作%用该材料制作的移动天线!减轻了重量!提高了部队的机动能力%)*)*@医学用玻璃纤维复合材料制作的外科夹板!可直接模塑出病人的身体外形!减轻了患者的痛苦$用层合板制作的人工呼吸器!轻便耐用!碳纤维复合材料的杨氏模量与人骨相似!与软组织的适应性A??A 7B B )年第7期CC C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C 山东纺织科技万方数据极好!可以用其修复韧带"制作假肢#$%$%&机械与建筑在机械行业!多数零件都可以用纺织复合材料制作!以达到降低构件重量"提高构件刚度"提高机器精度的目的#而在建筑行业!使用纤维增强预制件!提高了制品的韧性"抗伸强度"减少了裂纹"延长了建筑物的寿命#$%$%’纺织在纺织行业中!许多高速运动的零件!可使用纺织复合材料制作!从而降低重量!提高生产率!如用该材料制作的纺纱转杯!其转速可由()*+,-(./0!提高到1+,-*./0#在剑杆织机上用碳纤维复合材料制作的剑杆"剑带"弹簧片等改善了织机的性能#综上所述!纺织复合材料!具有其它材料无可比拟的性能!该材料的应用范围非常广泛!几乎涉及到各行各业#随着人们对纺织复合材料研究的不断深入及其应用领域的不断扩大!将从根本上改变人们对纺织复合材料的传统观念#由此可断言!在未来!通过对纺织复合材料的应用与实践!其巨大的潜能会逐渐释放出来#234567389:;9<653<=>?@A B C DE F G H I J KL J M M G D G !F G H I J K 1*N -,*!L I B C OP Q R <5S T U 5V W I B X O .Y B Z M G B C Y .J [K Z G X Y I G [G \B C B Y B J CO C [B C D .G [B G C Y X J \Y G ]Y B M G Z J 0/J X B Y G X ![B X Z K X X G X Y I G \J .0O Y B J CY G Z I C J M J D ^\J .Y I G Z J 0/J X B Y G 0O Y G .B O M X !O C [G ]/J K C [X Y I G O //M B Z O Y B J CO C [/.J /G .Y B G X J \Y I GZ J 0/J X B Y G X %_3‘a 9S b <V Z J 0/J X B Y G c Y G ]Y B M G Z J 0/J X B Y G c [G \B C B Y B J CO C [B C D .G [B G C Y c \J .0O Y B J CY G Z I C J M J D ^c O //M B Z O dY B J Cef g e 山东纺织科技h i i $年第h jj j j j j j j j j j j j j j j j j j j j j j j j j j j j j j j j j j j j j j j j j j j j j j j j j j j j j j j j j j j j j j j 期万方数据。
