纺织复合材料技术的发展和应用

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二 〇 一 零 年 零 六 月

纺织复合材料论文 题 目：纺织复合材料技术的发展和应用 姓 名： 学 院：轻工与纺织学院 班 级：纺织工程08-2班 学 号：

摘要

纺织复合材料涉及日常生活方方面面，研究其发展和应用有极其重要的社会价值和现实意义。

本文是纺织复合材料从十九世纪开始发展历经二百余年的发展过程的缩影包括19世纪的纤维素化学和碳纤维20世纪的煤炭化学、玻璃纤维和复合材料、合成纤维和复合材料、太空时代的先进复合材料；纺织复合材料的应用领域包括、航天航空领域飞行器的重量、降落伞、个体防护装备、弹射座椅、等其它航空装备中复合材料的应用，船舶工业，汽车工业，军事工业和其他行业。

关键词：纺织复合材料、发展、应用、玻璃纤维、航空、军事、船舶

Abstract

Textile composite materials involved in every aspect of daily life, study their development and application of a very important social value and practical significance Textile composite materials involved in every aspect of daily life, study their development and application of a very important social value and practical significance

Keywords: textile composite、developing 、application glass fiber、aviation、car military、shipping

目录

引言 (4)

第一章纺织复合材料的发展 (5)

1.1 19世纪的纤维素化学和碳纤维 (5)

1.2 20世纪的煤碳化学和复合材料 (5)

1.2.1 玻璃纤维和复合材料 (6)

1.2.2 合成纤维和复合材料 (6)

1.2.3 太空时代和先进复合材料 (6)

1.3 纤维和复合材料的现状 (7)

第二章纺织复合材料的应用 (9)

2.1 航天航空领域 (9)

2.1.1 飞行器的重量 (10)

2.1.2 降落伞 (11)

2.1.3 个体防护装备 (12)

2.1.4 弹射座椅 (12)

2.1.5 其它航空装备 (12)

2.2 船舶工业 (13)

2.3汽车工业 (13)

2.4 军事工业 (14)

2.5 其他行业 (14)

引言

纺织复合材料的自十九世纪开始发展，现在它已涉及人类生活的方方面面，研究其发展历程和在发展过程中出现的问题以及取得的应用成果对我们促进社会发展、改善生活、保护环境有重要意义。

第一章纺织复合材料的发展

1.1 19世纪的纤维素化学和碳纤维

19世纪是纤维素化学很发达的时代。以棉线或纸浆作为原料合成了硝酸纤维素(1846)、硫酸纤维素(1868)、醋酸纤维素(1869)、乙醯纤维素(1901)，制成纤维、膜材、塑胶来使用。另外还开发了将纤维素溶解在氧化酮氨水溶液中，制成再生纤维素纤维的铜氨法(1857)，使之与二硫化碳反应后，溶解在稀硫酸中，制作再生纤维素纤维粘胶法(1892)。粘胶法嫘萦是I．G．Farbenindustrie(德)的研究结果，开发了轮胎用高强度纤维(1936)，作为替代耐隆和不锈钢线之素材而被广泛使用。在同时代所诞生的碳纤维也是由硝酸纤维素和硫酸纤维素纤维所制成的。19世纪在电气领域上，也是一个发展很迅速的时代，实用的电池是由J.F.Daniell(1836)等人发明，发电机是由 C.F.Varley、Werner以及William Siemens兄弟，照明器具的弧光灯是由F.Nollet(1826)，W.E.Staite(1846)，P. Jablochkoff(1871)等人进行研究改良的。电阻线通电而发光的白炽灯灯泡是Staite(1847)所发明的，但因铂表合金线的寿命很短，故而未能成功。使用碳线的构思是J.W.Starr(1845)最早取得美国专利，J.Swan(1848)也独自尝试碳线灯泡，但因真空泵的能力不足而未能成功，到了1878年，使用硝酸纤维素纤维制造的碳纤维才达成目的。。碳纤维制造技术在美国被保存下来，所以在美苏太空开发竞争的时代里，探求超高温耐热材料时，碳纤维织物的再度复活也是可以理解的。

1.2 20世纪的煤碳化学和复合材料

苯酚福马林树脂自从A.Von Bayer(1872)的研究以来，有许多的专利，在进行硬化时，必须加热，一加热就会因缩合反应所生成的水而产生气泡，所以是不好处理的树脂。L.H.Bakeland将树脂和纸、棉布、木粉混合在一起，然后利用“边施加压力边加热”制做成型品，取名Bakelite，并申请专利(1909)。他在最初是尝试代替象牙和琥珀而进入装饰品界，Bakilite的强度、滑动性、耐热特性是获得肯定的，被应用在兴起期的电气、机械、汽车组件而普及。在日本，1914年由今天的住友Bakelite 取得专利实施权而开始制造。苯酚树脂到今天除了电气、机械组件之外，还被广泛地应用在餐具、家常用具上，如铸造用壳体铸模、树脂粘结砂轮、安全帽、碗、叠层餐盒等等，但由于和热可塑性树脂竞争，产量日渐减少。利用苯酚树脂将木材薄板(Veneer)粘合而成的复合材料(强化木材，Plywood、Veneer)普及到家具和建材用途，

也被作为替代飞机机翼、横梁、机身所使用的织物材料使用。例如，Fokker DR 1的主翼Rib Leading Edge和机身(1918)，小型旅客机Plywood Bullets的机体构造(1927)，H.Hughes之巨大飞行艇The Spruce Goose之机体构造就是Plywood制造(1947)。日本在第二次世界大战中，为补铝材的不足，在横梁、螺旋桨、补助燃料槽、浮筒组件上使用Plywood，在英国，De Havilland公司的Mosquito轰炸机有7781架，此外，为运送重装备而制造许多翼幅33m之大型滑翔机，已为实战配备。但机体内部有污水滞留，木材就会腐蚀、漏水，老鼠会繁殖并咬电线等困扰。

1.2.1 玻璃纤维和复合材料

玻璃纤维的历史可追溯到古代的腓尼基和埃及。近代，英国的R.Hook在实验室制造(1665)，岩仓具视欧美使节团于1872年12月6日到巴黎参观玻璃纤维织物，提到“用玻璃制做细线，然后织成锦缎，工艺奇妙，至此达到极致”，由此可以看出法国至少可以少量制造玻璃纤维了。玻璃纤维织物广为人知是在1893年的芝加哥万国博览会(World's Columbian Exposition)，由E.D.Libbys展出经纱使用玻璃纤维，纬纱使用蚕丝织成的布料所制做的服装，他为了招揽顾客，宣传自家公司的雕花玻璃而请有名的女星穿玻璃纤维制成的服装，但是发展的重点并不是玻璃纤维。

1.2.2 合成纤维和复合材料

合成纤维在1930～1960年代和煤炭化学、石油化学的发展同步发展起来。具代表性的纤维有聚氯乙烯纤维(1931)、聚醯胺纤维(1935)、聚酯纤维(1941)、亚克力纤维(1950)、聚氨基甲酸酯系弹性纤维(1959)、聚丙烯系纤维(1959)、芳香族聚醯胺纤维(1962)。这些合成纤维在衣料方面置换了麻、棉、蚕丝、羊毛等天然纤维和嫘萦、彭帛、醋酸等纤维素系再生纤维。在产业资材领域被广泛使用，和合成橡胶复合而成的轮胎、皮带、软管、胶布，和树脂复合而成的帐篷、防水帆布、挡油堤、地工织物、膜构造建筑等，和水泥、沥青复合而成的屋顶材、屋顶、混凝土补强等等，作为复合材料的强化纤维使用。

1.2.3 太空时代和先进复合材料

火箭前端的前锥体，火箭发动机，在返回地球时街进大气圈的密封舱会达到高温，所以是使用耐热性卓越的石墨和钨，除此之外，还会采用苯酚树脂和石棉、耐热玻璃纤维、耐隆纤维织物等复合之材料。

石棉在1500℃左右会失去结晶水，引起强度的降低，耐热玻璃纤维是对玻璃纤维进行浸酸处理，将氧化铝以外的成分溶解去除而获得的纤维，因为强度低，所以探求其他的强化材。

在此种背景下，开发燃烧螺萦织物而成碳纤维织物，然后是碳纤维一苯酚树脂复合材料，进而是将此CFRP燃烧而得碳纤维强化炭复合材料(C/C)。火箭发动机的喷管喉衬(Nozzle Throat)及射出长锥(Exit Cone)会达到2,500℃，所以碳纤维强化碳复合材料(C/C)在冲进大气圈时的前端部分会被加热到5,500℃，所以要使用碳纤维强化苯酚树脂制材料。

碳纤维织物在1957年左右，在美国出现Barnebey-Cheney，Atomic Laboratories，National Carbon的名称，而用于烧蚀材的碳纤维织物是由HITCO，3M，UCC/National Carbon，Carborundum，J.P.Stevens，H.I.Tompson Fiber Glass各大型企业所供应的。

原料是嫘萦织物，又有经过2,000℃热处理之碳化等级和2,800℃热处理石墨化等级的区分，但是拉伸强度、弹性率的要求并不是很严格。

初期的碳纤维织物是和制作碳电极一样，都是利用批次式加热炉对嫘萦织物进行热处理，然后再进行织物的连续燃烧。

太空机器的组件有圆筒和球形的，绕纱比将织物层叠较容易成型，UCC因此利用嫘萦长丝纱的连续燃烧而制造出碳纤维纱。

此种碳纤维所要求的是耐热性和经得起长丝卷绕工程处理的强度，并不是要求高强度、高弹性率。

1.3 纤维和复合材料的现状

纤维的使用量世界纤维生产量为5,600万吨/年，若依品种别来说，合成纤维是46％、天然纤维45％、再生纤维4.4％、玻璃织维4.4％。在5,600万吨中，被应用在FRP、轮胎、皮带、被覆布、屋顶材、石棉板、纤维强化水泥等复合材料上的纤维用量，因为统计值不完备，故而不清楚。FRP所使用的补强纤维大约是250万吨，玻璃纤维占压倒性多数，有220万吨(89％)、天然纤维25万吨(10％)、碳纤维1.5万吨(0.6％)、芳香族聚醯胺纤维1万吨(0.4％)。

在250万吨中，用在印刷基板和胶合板的玻璃纤维、纸材、棉纤维并不包含在内，印刷基板的统计值是采面积表示，所以很难进行强化纤维的质量换算。

限于FRP，由JEC Compo-sites引用世界的用途别使用量以及销售额的比率，建设、汽车是两大用途，占使用量的55％，销售额则是占44％。

另外，基质树脂方面，以热硬化性树脂(聚酯树脂42％、环氧树脂13％、其他15％)占压倒性多数，有70％，热可塑性树脂(聚醯胺树脂13％、众丙烯系8％、其

他9％)只有30％。

地球环境问题和复合材料随着世界人口的增加和生活水平的提高，天然资源的消费量增加了，废弃物也一定会增加，因此对地球环境造成影响。

温暖化，空气、水质、土壤的污染，垃圾累积已经对生物造成变化的程度。汽车轻量化所以被讨论是因为深受1970年代在美国加州发生的废排气所引起的光化学烟雾公害，以及1974年开始的OPEC所定案的原油价格高涨所引起的燃费高涨的影响。

汽车车体采用GFRP的就是前面提过的ChevroletCorvette，Studebaker Avanti，但是强调材料的新型性是重点，轻量化则为其次。

本因环境和经济性的急迫性而注意到轻量材料，Ford在1987年广泛地将CFRP 应用在汽车构造上的研究中，将车身(White Body)、前端、车架、引擎盖、车轮、甲板或平台(Deck)、头罩(Lid)、门、保险杆、传动轴，从钢材换成CFRP变成1134kg，一般钢制要1700kg，轻量化了33％。

但是，碳纤维要45/1b美元，从当时的兑率￥300／$来看，若换成日元，就是￥30,000/kg，离实用化很遥远的，Ford表示若能变成$10/1b，就会考虑。但是，在分秒必争的赛车界里，省能源不是重点，McLaren、Williams等从1980年起，为了产生速度，在车体使用CFRP、AFRP，使赛车用汽车轻到最大限度。

其后，防止地球暖化成为的课题，京都议定书的签定，使得汽车产业在进行引擎开发的同时，进行车体轻量化的研发。

在材料方面，GFRP、GFRTP、CFRP、纳米碳纤维复合材料、天然纤维复合材料和钢铁、铝、镁、热可塑性树脂在竞争。

暂不谈实用化问题，Volkswagen的超轻量车1 LitreCar重290kg，宽幅1.25m，长3.65m，两人座，车身利用CFRP，车架采镁合金，引擎使用铝合金，彻底轻量化。

不愧是创记录的实验车，在2002年4月，以柴油1升行驶100km，证实轻量化对节省能源、减少二氧化碳排放量很有效而具有价值。

另外，将此优点纳入运动车的Porsche Carrera GT的架台是使用CFRP和不锈钢制碰撞冲击吸收材的组合构造，底盘是使用CFRP，在日本，虽然少量，但是运动型的车子有采用CFRP制驱动轴、引擎盖Fly等零件。

另在2005年4月，BMW为了M6系列双座小汽车的轻量化，而在车顶采用CFRP，碳纤维是由Zoltek提供低价的大纤维束型制品。为了将在飞机上所证实的省能源效果扩大应用到大众车上，就必须跨越和汽车相当的零件成本和量产技术的壁垒。

根据汽车相关业者的说法，为了正式使用CFRP，碳纤维的价格为￥1,000/kg。

美国为了节省汽车能源，对CFRP很关心，将碳纤维价格从$7～8/1b降低到$3/真b(2006年)，所以将研究开发委托给碳纤维制造厂商Hexcel，进行将衣料用PAN 纤维和聚乙烯纤维作为原料使用的研究。在日本，从2005年起，以三年计划进行减少碳纤维制造能源技术研发的补助事业，研发PAN纤维的化学处理和使用PAN以外的纤维制造碳纤维的技术。另一个地球环境问题就是因为汽车的废弃而发生的塑料以及塑料系复合材料的处理问题。

各国目前对於汽车所产生的塑料废弃物的90%以上都是进行燃烧、掩埋处置，但是提出，要在2015年之前，以85%的回收再使用、再生利用率来解决问题，进行热能源回收。1984年在日本通产省产业审议会上，因为GFRP浴槽的废弃处理困难，所以被迫建构有系统的处理系统。在1986年到1991年的泡沫期产生住宅建筑风潮，1989年到1997年，GFRP生产量的记录是每年40～48万吨，大约45％是浴槽、净化槽，但一定会有寿终正寝的一天，因此当然必须有替代掩埋的解决对策。日本国土交通省为了利用水泥原料、燃料的再生利用来解决问题，正朝体制的建构来发展。

还有作为取代制铁煤炭的热源而使用废FRP、废塑料之热再生利用也渐上轨道，针对FRP再生利用问题做了回应。最近和地球环境有关的话题是尝试将竹纤维和洋麻纤维和聚乳酸的复合材料应用在电脑壳骨和汽车车体上，因燃烧废弃物而发生的二氧化碳在植物循环之中，具有绝对量不会增加的特征。

虽然还有不少的疑问存在，诸如应用在和GFRP同样用途上的性质、加工性、成本、原料纤维的供应力等等，但因为它是纤维强化树脂复合材料和环境调和的重要课题的解答，因而受到注意。

第二章纺织复合材料的应用

应用领域包括：纺织复合材料在航空航天、船舶工业、汽车工业、军事工业等方面均有应用。

2.1 航天航空领域

随着航空工业的迅速发展，纤维材料及其各类制品在航空领域的应用日益广泛。除了人们具体感受得到的飞机内饰件（如客机的座椅套、地毯、隔离帘等）外，不易接触到的航空用纤维材料及制品主要有两大类：第一类是飞行器（主要是飞机）本身结构件用复合材料；第二类是主体主要由纤维及其纺织品直接加工制成的各类航空用品，主要有用于降落伞、个体防护装备、弹射座椅、飞机拦阻装置、空靶和气球等的

纺织材料。

近几年，世界各国对航空用复合材料的使用范围越来越广，使用量越来越多，已经与航空用铝合金、钛合金、钢一起成为飞机结构件用四大材料。用纤维或织物为基材经深度加工而成的复合材料以比强度、比模量高等优异的机械性能和质量轻的特点，在四大材料中的使用增长量尤为明显。如1960年美国麦道DC-9使用的复合材料不足1% ，1980年欧洲空客A310的复合材料使用量为10%左右，2003年超大型空客A380的复合材料使用量达25%，美国第四代战机使用的复合材料量达25%～45%（在增加有效载荷的同时，机动性能、隐身性能明显提高）。

复合材料的应用范围和应用水平已成为评价飞机先进性的一个重要标志。

欧洲空中客车公司有一个统计，如机身减重30%，整个飞行成本可降低40%，明显减少了飞行耗油量和废气排放。我国在航空领域使用纤维纺织材料加工而成的复合材料亦有20余年历史，歼击机的复合材料使用量可达25%左右，直升机的复合材料最高用量可达50%，民用机复合材料用量在10%～20%左右。

在航天领域,高温、烧蚀和高速冲刷的导弹头锥、火箭发动机喉衬采用三维整体编织结构复合材料,发动机裙和导弹弹体以及飞机机身则采用二维编织或机织结构复合材料。

美国民兵Ⅲ导弹发动机第三级的喷管喉衬材料，俄罗斯潜地导弹发动机的喷管延伸锥采用了编织复合材料，旅行者航天器天线反射器、支撑架和可展开桁架，北约卫星喇叭天线、天线支撑结构等也都采用了编织复合材料结构，各国的航天飞机和空天飞机机翼前缘和头锥等高温部位均采，用抗氧化碳/碳、碳/碳化硅或碳化硅/碳化硅编织复合材料，我国首颗探月卫星“嫦娥一号”卫星空间桁架结构连接件采用了三维编织复合材料

2.1.1 飞行器的重量

飞行器的重量是飞行时的主要负荷，因此重量较轻的纺织复合材料从一诞生就备受航空航天工业的重视。

纺织复合材料的减震效果好，膨胀系数小，亦适与制作喷气式发动机的运动部件，轻重量的转子可降低负载，提高工作效率。用纺织复合材料制作的直升飞机的桨叶，比同等价格的金属桨叶寿命高，金属桨叶的使用期限一般为1500h,而复合材料桨叶可超过3000h.利用模压技术制作复合材料桨叶，优化桨叶的外形可以提高气动效率。结构复杂的零件直接复合而成，可以减少零件个数和连接件，降低重量，节约成本。

航空航天用复合材料的主要品种

除了早期和目前仍然在使用的以玻璃纤维为原料的复合材料外，目前使用量急剧增长的航空用复合材料主要为芳纶复合材料和碳纤维复合材料。

（1）芳纶类复合材料

自1970年美国核潜艇“三叉戟（ji）C4”潜地导弹发动机壳体首先采用芳纶复合材料以来，此类复合材料以其高比模量、高比强度、耐疲劳等优异性能已广泛用于航空发动机内绝热层材料，在民用客机的厕所、厨房、油箱等结构件方面也得到普遍应用。（2）碳纤维复合材料

目前，航空用结构件更多应用的是碳纤维复合材料。此类材料可明显有效地降低飞机的结构质量，提高飞行性能。

因而随着飞机设计的改进和碳纤维复合材料的进步，大型民用飞机的飞机尾翼、副翼、天线罩、方向舵、升降舵、起落架舱门等各种结构件都大量选用碳纤维复合材料。复合材料制成的旋转桨叶在直升机上已成功应用，明显改善了旋翼系统的各项性能指标和使用寿命。如1980年我国引进的海豚直升机生产技术，经多年消化、吸收，已完全掌握了玻璃布预浸料、碳纤维布预浸料经模压加工成各种旋转桨叶的全套技术，产品性能达到法国同类复合材料水平。

2.1.2 降落伞

降落伞通常由引导伞、主伞、伞衣套和背带等主要部件组成。降落伞种类繁多，分类方法也不尽相同。有按伞衣结构或按用途来划分，如按用途来划分可分为救生伞、投物伞、阻力伞、航弹伞、伞兵伞、动力伞、运动伞和回收伞等。

降落伞对纺织材料的通用要求

一是使用纤维种类降落伞用纺织材料所使用的纤维品种相当多，既包括蚕丝、棉、麻等天然纤维，也包括涤纶、锦纶、芳纶、超高强聚乙烯等，分别织造成或编织成绸、布、绳、带、线等织物。目前，使用范围量大面广的主要还是以锦纶为主，在线、带方面，一些高性能的芳纶、高强聚乙烯的应用亦逐步推广。

二是材料性能降落伞各组件根据其功能采用不同性能和要求的织物来加工制造。绸和布类织物主要用于制造伞衣、伞包等组件的主体。

用于制造伞衣的织物要求强力高，以保证伞衣能承受一定的动力载荷；要求重量轻，以便背挂方便，提高有效载荷，并使其下降稳定；要求透气性能适当，以保证开伞性能，减少开伞动载。此外还要具备耐磨、抗热、抗撕裂、耐日晒、防腐、耐辐射等良好性能，用于制造伞包的织物要求强力高，受外力后变形小、耐磨、防水、防霉变性能良好。

2.1.3 个体防护装备

航空个体防护装备与改善飞行员（包括各类乘客）飞行条件和确保生存安全关系密切，主要装备有高空代偿服、抗荷服、海上救生服、通风服、救生船等众多品种。 对纺织材料的通用要求

个体防护装备主要是在飞机做机动飞行和应急状态时，保证飞行员的生命安全，因此所有材料必须除了具备密度小、强度高、阻燃等通用技术要求外，还应具有耐高低温、防水透湿、抗静电、防辐射、耐霉变、防老化、手感柔软等特性。

2.1.4 弹射座椅

弹射座椅是在飞机遇难时依靠飞行员座椅下的动力系统，将飞行员迅速弹射出机舱，然后张开降落伞使飞行员安全降落的一种座椅型救生装置现代化作战飞机大多配有弹射座椅。

第一次世界大战中，各国开始为作战飞机的飞行员配备降落伞，但随着飞机速度提高，飞行员爬出机舱跳伞已相当困难。

在二次世界大战中，战斗机的时速已提高到600 km/h以上，飞行员跳伞要冒着被高空高速气流吹倒或刮撞到飞机尾翼上导致跳伞失败的危险。

因此德国首先开展了以橡筋和压缩空气为动力的弹射座椅研究，但性能和效果并不理想，于是又开展研制以火药为动力的弹射座椅，将改装后的高射炮炸药装在飞行员座椅下，利用弹药爆炸的力量将飞行员和座椅一起弹射出机舱，达到了一定效果，并于二次世界大战后期开始装备空军。

到20世纪50年代，世界各国已在喷气战斗机上普遍装备了弹射座椅。60年代为使高空高速飞行中飞行员跳伞时免受高速、低温、缺氧等因素的伤害，美英等国又研制了密闭和半密闭式的弹射救生系统。70年代美国还试验了可飞弹射救生装置，使座椅离机后变为可控飞行器，飞行一定距离后人椅分离开伞降落。

目前各国主要战斗机大多使用敞开式火箭弹射座椅，弹射座椅本身就是一个综合系统，包括座椅本身结构、弹射动力系统、稳定系统、电控系统、飞行员约束和高速气流防护系统、弹射通道清除系统、水上救生装置和飞行员生存营救设备等。

除了各系统必须使用功能不一的纺织材料以外，弹射座椅本身结构采用的纺织材料主要是捆绑带、座椅套等，前者要求强度高、重量轻、耐磨性好，已开始采用芳纶等高性能纤维，后者要求具有防霉、抗菌、阻燃等良好的耐环境性能。

2.1.5 其它航空装备

（1）空靶是航空兵或地面高炮作实弹射击训练使用的空中靶标。一般采用高强

锦纶或涤纶以确保空靶材料的强力，并减轻荷重。气球主体材料可采用锦纶或涤纶，经涂层处理后对气密性有严格要求。

（2）对需用的绳索产品除了高强锦纶外，也选用芳纶并经过后处理在提高绳索的强度和耐高温技术指标外，进一步改善其防腐、抗老化性能。

（3）拦阻网在机场等处实际使用时，属于全天候环境，条件相当严酷，为此对网体所用的绳、带、线等纺织材料要求具备重量轻、强力高、有韧性的同时，还必须具有耐紫外光、耐高低温、吸湿性小、化学性能稳定等特点。

2.2 船舶工业

利用纺织复合材料造船，造价较低，且维修费用下降。造船多以玻璃纤维为原料，为了弥补玻璃纤维模量较低之不足，可以混入一定比例的碳纤维，利用玻璃纤维与碳纤维交织的织物制作复合材料，扩大了其在船舶工业中的应用。

例如：一只竞赛的独木舟，使用227g碳纤维，舟的重量可以从15.9kg降至10kg。

目前在造船工业中，分别使用或混合使用玻璃纤维、碳纤维、芳纶制作的复合材料，产品包括划艇、帆船、快艇、救生船、巡逻艇、深海渔船等。

纺织复合材料船体吸振性好，抗冲击能力强，耐海水及海洋生物侵蚀，且成形方便，便于维护，比钢材更适应海洋环境。

2.3 汽车工业

汽车零部件轻量化、小型化已成为重要的研究方向。

人们对于一些有特殊功能的汽车部件，例如：用于减震的减震器、悬挂系统及车内的隔声等方面也提出了更高的要求。纺织复合材料有许多其它材料无法比拟的优点，纺织复合材料可以获得优良的性能，具有很高的比强度和比模量，抗疲劳性能好，具有良好的减震性能，吸声和隔声效果好，具有良好的高温性能。

在我国，已有几百家能够生产复合材料车辆配件和整体复合材料轻型汽车的工厂和专业厂玻璃钢复合材料在轿车、卡车、吉普车、面包车、冷藏车等交通工具中得到广泛应用。

纺织复合材料的另外一个突出优点是可以制成各向异性材料，很多结构材料，包括金属，通常都是匀质和各向同性结构，这类材料其刚度、强度、热性能和它性能在各个方向和各个部位都是相同的。由于在束状结构或层状结构中采用定向纤维，纺

织复合材料可以作成各向异性材料。

因此可以在各个轴向呈现不同的性能，各个方向的强度、刚度、热膨胀系数都可不同，差异可高达十多倍。这样，如能恰当的布排纤维，使之和负载方向一致，纺织复合材料比其它材料制件的重量可显著减轻。由于纺织复合材料的这些特点，使得纺织复合材料在汽车工业中的广泛应用是实现现代汽车要求的有效途径之一。

早在1969年，纺织复合材料应用于汽车工业有了突破性的发展，当时一辆用碳纤维复合材料做车身的福特GT40型赛车在拉力赛中夺魁。

纺织复合材料在汽车工业中的应用越来越广泛，柔性的纺织复合材料主要用于内、外装饰及车用管材、带材，刚性纺织复合材料可以制作车身和部件。目前在汽车工业中应用复合材料的有：驱动轴，车身，车门，横梁，油箱，悬臂梁，钢板弹簧，减速器，变速器支架，座位架，行李箱板和方向盘等。

用纺织复合材料制作的赛车车身及后盖，由于刚度较高，高速行驶时不易变形，能继续保持其流线型的外形。

2.4 军事工业

目前，某些纺织复合材料能被电磁波穿透，因而在潜水艇、隐形飞机上得到广泛的应用。

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。用纺织复合材料制作的导弹外壳，可以防止高速飞行时的过热熔融。

在战术火箭、反坦克导弹、防护装甲、大口径火炮、火箭弹体、火箭发动机、发射管、坦克复合装甲、坦克负重轮等都已开始使用纺织复合材料。

此外，用纺织复合材料制作的移动天线，减轻了重量，提高了机动能力。用纺织复合材料制作的拆装式舟桥、头盔、子弹箱等已有实战应用例子。

2.5 其他行业

纺织工业中，许多高速运动的零件可以用复合材料制作，从而降低重量，提高生产效率。例如，纺织复合材料制作的纺纱转杯，转速由原来的45000r/min增至200000r/min。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。

在机械行业上，多数零件都可以用纺织复合材料制作，降低构件重量，提高构件刚度，从而提高机器的工作精度。

随着对纺织复合材料研究的深入，其应用范围会逐渐扩大，而纺织复合材料的普遍应用，将从根本上改变人们对材料的传统观念

纺织复合材料的应用优势

高强度、高模量，特别是包括厚度方向、横向的全方位增强，使材料具有高损伤容限、高断裂韧性、耐冲击、抗分层、开裂和疲劳等; 优良的可设计性，可按加载方向增加纤维束数，以及按实际需要(整体)织造复杂形状的零、部件和一次完成组合件，如加筋壳、开孔结构的制造等; 可自动化高效率生产和接近实际产品形状的制造，使加工量和连接大大减少。因而经济性好、成本低、制造周期短;易于在预成型和复合前安放机敏类材料，如光纤、压电等，从而实现对复合工艺质量监控、产品在服务期间的寿命监测、振动控制等，这样既提高了产品质量又增加了可靠性。

结论

本文通过回顾和总结纺织复合材料的发展历程与应用情况对纺织复合材料的发展趋势进行了分析，并且发现在发展过程中出现的问题，及材料的废弃物处理，与污染问题，进而对各种处理方法的利弊进行了比较分析。

参考文献

[1] 徐哲斐,纺织复合材料的发展和趋势, https://www.360docs.net/doc/622896701.html,。2010-6-19

[2] 黄故，现代纺织复合材料,北京，中国纺织出版社，2000,8-12