蜂窝状三维织物及其加强复合材料的研制
三维编织复合材料力学性能研究进展
国内外在近 30 年内对三维编织复合材料的细观结构与 观力学性能之间的关系进行了研究和探索 取得了一些突出 的成就 并逐渐发展成力学和材料领域的一个热门研究方 向。在试验方面，自 20 世纪 80 年代起，MACANDER 等[3] 就对三维编织复合材料的拉压剪弯等典型静态力学性能进 行了系统的试验研究；KALIDINDI 等[4]研究了纤维体积含量 和编织角对材料力学性能的影响；SHIVAKUMAR 等[5]进一 步揭示了三维编织复合材料的压缩强度和失效机制。关于三 维编织复合材料冲击力学行为和断裂形态随应变率的变化 趋势也有相关报道[6-7]。
科技与创新┃Science and Technology & Innovation
文章编号：2095－6835（2021）13－0108－06
2021 年 第 13 期
三维编织复合材料力学性能研究进展
吴亚波，江小州，刘 帅，袁 航，张尧毅，惠永博，侯荣彬
（中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室，四川 成都 610056）
国内也不乏试验研究三维编织复合材料力学性能的相 关报道。张迪等[29]对比研究三维多向编织和层合板复合材料 的力学性能。四种三维多向编织结构分别利用三维四向、三 维五向、三维六向和三维七向编织工艺制备；三种层合复合 材料利用帘子布制成，分别为 0°单向板、90°单向板和层合 板［0 /（ ± 45）2 /90］2s。同时进行拉伸、压缩和剪切试 验。结果表明与三维编织试样相比，0°单向板的拉伸和压缩 性能最高，而其他层合试样的各项性能均较低；对于编织试 样，编织角越小，纵向拉伸和压缩性能越高，剪切性能越低； 发现编织结构和编织角是影响材料破坏模式的重要因素。李 翠敏等[30]研究了三维编织碳纤维复合材料的剪切性能，结果 表明，三维五向较三维四向编织复合材料剪切性能好；三维 编织复合材料剪切强度沿长度方向随着编织角的减小而增 加；切边三维编织复合材料试件受剪切破坏时在加载点附近 侧表面裂缝沿纱线走向分布，上下两表面发生弯曲破坏。李 苏红等[31]试验分析评价了编织结构参数对复合材料拉伸性 能的影响，且对复合材料的破坏模式进行了研究。实验结果 表明，编织角、复合材料尺寸、纤维体积含量、轴向纱数与 编织纱数之比等对复合材料的性能有较大的影响，复合材料 有两种破坏模式，一种是裂纹沿纤维束扩展，另一种是纤维 束拉断，后者为主要破坏模式。 2 三维编织复合材料力学性能的理论研究 2.1 几何模型和力学模型
蜂窝状三维织物及其加强复合材料的研制
２ 所 第第 蝎 氓 第 第 掳第 第
图 １ 蜂 窝织 物 示 意 图
与普 通 织 物 相 比 ， 维 织 物 具 有 厚 度 厚 、 撑 开 、 填 充 、 三 可 可 刚
度大 、 质量轻和经向 、 向截 面可设计成多种形 式等优 点。鉴于 纬
这 些 优 点 ， 三 维 织 物 作 为 基 材 的蜂 窝 状 三 维 纺 织 复 合 材 料 的 用
保持 原 有 的交 织 规 律 ， 由一 根 纬 纱 与 两 层 经 纱 交 织 。 由此 可 知 ， 并层 处 的织 物 组 织 为 纬重 平 组 织 ｌ ｊ ＿ 。为 了 减 少 经 纬 纱 之 间 的 剧烈 交 织 ， 于 复 合 时 树 脂 的 渗 透 ， 可选 用 平 纹 组 织 。此 处 选 便 亦
所设计 的蜂窝状 三维 织物虽 然沿 ３个方 向都排 列着纱 线 ， 但在制造 过程 中采用 了两组 纱线 。该 织物 的缺 点是纱线在织物 中的稳定性差 ， 物 下机后 受到 弯 曲时 ， 纬纱 易产 生相 对移 织 经 动， 织物 比较松散 ， 以达到较高 的纤维体积含 量。同时织物 的 难 整体性差 ， 如果织物表面纱线被磨断 ， 织物会脱 散。所 以在剑杆
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２０ 年第 ５ ０７ 期
纺织科 技 避展
・ ５ ・
蜂 窝 状 三 维 织 物 及 其 加 强 复 合 材 料 的研 制
赵 瑞 方 华 坚卜 ， 建斌 ， 聂
（． １ 四川 大 学 轻 纺 与 食 品学 院 ， ｌ Ｉ 都 ６ ０ ６ ；． Ｉ 成 ￣Ｊ ｉ １０ ５ ２ 中原 工 学 院 纺 织 学 院 ， 南 郑 州 ４ ００ ） 河 ５ ０ ７
个 领 域 ， 有 广 阔 的应 用 前 景 。 具
先进复合材料三维织物的织造
先进复合材料三维织物的织造N.Khokar;贺春霞【摘要】作为先进复合材料增强材料的3D织物的工业发展仍较缓慢,原因是工程预型件的形状可靠性、快速开发和交付及低成本这3个关键性需求大都没有得到解决.这些需求很难通过2D织造实现.2D织造工艺主要用于制备2D或片状织物,它也能制备3D织物,并常被误认为是3D织造工艺.Biteam AB公司成功研发并证实了2D织造和3D织造的差异.3D工艺中双向开口系统的开发,实现了独特的垂直和水平方向的织造,这是2D织造工艺所不能达到的.这项新技术可满足3D织物技术和经济方面的需求.3D织造工艺的开发完全符合现有的织造基本原理,从而使得3D织造工艺技术得以实现.3D织造工艺可直接用于制备夹心、实心和管状的异形截面3D织物.提请注意某些相关方面,以促进织造工艺的进一步演变.%The industrial growth of 3Dfabrics as reinforcements for advanced composite materials remains slowly because 3key demands remain mostly unaddressed:engineering pre-forms with shapeperformance reliability, development and deliverying them in short time, and making them affordable.These demands are difficult to realize through 2D weaving process which is basically devised for manufacturing 2D or sheet-like materials.Strangely, its ability to produce 3D fabrics has been incorrectly assumed to be the 3Dweaving process.This discrepancy has been overcome by Biteam AB by following a fundamentally different path from the rest.Through development of the first ever weaving device incorporating the dual-directional shedding system, weaving is uniquely performed vertically and horizontally, which is not possible by the2Dweaving process.By means of this novel method, the various technical and economic demands are achieved.This development fully complies with the established principles of weaving, and hence enables the technical realization of the 3D weaving process.The proprietary 3D weaving process uniquely produces profiled cross-section 3D fabrics directly in shell, solid and tubular types.Attention is drawn here to certain relevant aspects to enable further evolution of the timeless weaving process.【期刊名称】《国际纺织导报》【年(卷),期】2018(046)011【总页数】4页(P42-44,46)【关键词】3D织造工艺;2D织造工艺;先进复合材料;3D织物【作者】N.Khokar;贺春霞【作者单位】Biteam AB公司(瑞典);Biteam AB公司(瑞典)【正文语种】中文3D织物的应用已有100多年的历史，较为人熟知的应用包括矿产行业的运输带、纸浆行业的造纸毡、装饰用的双层布等。
蜂窝材料的制备与应用
蜂窝材料的制备与应用随着社会的不断发展，人们对于材料的需求越来越高。
其中一个材料--蜂窝材料，因其独特的结构和性质，被广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑、电子和环保等领域。
本文将探讨蜂窝材料的制备与应用。
一、蜂窝材料制备1. 蜂窝材料的概念蜂窝材料是一种类似于蜂窝状的结构，由许多小房间组成的材料，如蜜蜂的巢穴。
蜂窝材料的结构类似于立方体，具有优良的物理和化学性质。
2. 蜂窝材料的制备方法（1）原料准备：蜂窝材料的制备需要选用高强度、高温、耐腐蚀、耐高温的材料作为基材，如铝、钛、钢、复合材料等。
（2）烧结法：将基材切割为一定大小的长方体坯料，然后在表面打上一定的凸起和凹陷，利用热胀冷缩原理，在高温下烧结成蜂窝状。
（3）电解法：将基材切割成一定大小的蜂窝状，然后在电解液中进行电解，使液体在蜂窝状中形成封闭的小房间，最后将电解液排出干燥。
（4）拉伸法：将层状金属材料沿蜂窝状延展拉伸，直至成为蜂窝状。
以上是蜂窝材料制备的四种方法，不同的制备方法适用于不同的需求。
二、蜂窝材料的应用1. 航空航天领域蜂窝材料作为轻质、高强度的材料，被广泛应用于航空航天领域。
它可以用来制造航空飞机和卫星零部件，如机身、机翼、垂直尾翼等。
此外，蜂窝材料还可以用于燃气轮机中的热障涂层，提高发动机的燃烧效率。
2. 汽车制造领域蜂窝材料还被广泛运用于汽车制造领域。
它可以作为汽车车身的制造材料，降低车重、提高车辆的燃油效率。
同时，蜂窝材料还可以用于制造避震器、座椅支架等部件，提高汽车的减震性能。
3. 建筑领域在建筑领域，蜂窝材料可用于建筑外墙板材的加强，使它们能够承受更大的风荷载和外力冲击。
另外，蜂窝材料还可以作为建筑隔音屏障的材料，减少外界噪声对室内的干扰。
4. 电子领域在电子领域，蜂窝材料可用于制造电子元件的散热器，使其能够更好地散发热量，保持元件的正常工作。
5. 环保领域蜂窝材料不仅可以用于制造产品，还可以用于环保领域。
它可以作为高效的催化剂载体，用于污染物的催化分解。
蜂窝状板材三维织物的设计与生产
织， 也便于复合 时树脂 的渗透 ， 实际设计时采用重
平 或方平 组织 。在一 区 、 区织物 为重 平组 织 ， 三 在 二区 、 四区 的织 物 为 方 平 组 织 。一 个 纬 纱 循 环为 ４ ８根 ， 了能 适 应 不 同厚 度 板 材 的需 要 ， 设 计 为 在
层与层之 间的交链 时， 尽量减少其交链次数， 以降
低织 造 的难 度 。一 个 经 纱 循 环 只 有 ８根经 纱 ， 穿 综 时采 用顺 穿法 。
Ｉ — Ｉ 二 １ Ｉ 网 Ｉ
有许多种 ， 现介绍一种用普通有梭织机织制蜂窝 状 三维 织物 的方 法 。
１ 蜂窝状三维织物组织结构
整体式蜂窝状三维骨架可以由多层织物接结 构成 ， 其织 物 结 构 见 图 １ 。图 １中垂 直 于 图 面 呈
数为 ２ 由于我们采用的是经重平组织 ， ， 为了能保
证 纬纱 的引入 及形 成 良好 的光 边 ， 必须 加 边组 织 ，
这 样 每 层 需 要 再 加 ２片 边 纱 综 框 ， 需 ｌ 共 ６片 综 框 。同时 为 了使 边 部 和 布 身 厚 度 相 近 和 织 口平
浆纱 、 织造 工艺， 并介绍 了多梭 箱装 置梭 箱链 的编制方法 ， 卷取 机构和送经机构 的改进措 施。
关键 词 ： 三 维织 物 ； 有梭 织机 ； 多梭 箱 ； 设计 ； 造 织
中图分 类 号 ：Ｓ０ ． Ｔ１ ６ ６ 文献标 识 码 ： Ｂ 文 章编 号 ：０１ ４５ ２０ ）１ ０６ ２ １０ － １ （０６ ０－ ３ － ７ ０ ０
圆环 状 的为纬纱 ． 行 于图 面呈 曲折 状 的为经 纱 。 平 改变 纬纱 的布置 与 排列 ， 以 调 节 每个 蜂 窝 基 本 可 单元 的 尺 寸 。每 层 织 物 一 般 采 用 相 同 的织 物 组 织 。为 了减 少综 框 片数 ， 简化 织造 工 艺 ， 采用 平 多 纹或 其他 简单组 织 。由于平纹 在织 造 过程 中经 纬
蜂窝夹层结构复合材料应用及成型工艺分析
蜂窝夹层结构复合材料应用及成型工艺分析摘要：复合材料因其本身的优异性能而备受关注，其中蜂窝夹层结构是一种较为特殊的复合材料，其一般是通过2层及以上蒙皮、蜂窝夹芯再以胶黏剂来固结的形式制备而成，已经广泛用于航空、航天、轨道交通、舰船、医疗、建筑等领域。
文章就蜂窝夹层结构复合材料的应用、成型工艺、工艺要点进行了论述与分析。
关键词：蜂窝夹层结构；复合材料应用；成型工艺引言讨论并分析蜂窝夹层结构复合材料应用及成型工艺，需明确该种复合材料的基本制备流程，判定并总结其制备过程的影响因素，因此来实现对成型工艺的有效控制，使其达到更好的制备效果，满足各个方面的应用需求。
1 蜂窝夹层结构复合材料应用1.1 航空应用（1）蜂窝夹层复合材料因其质量轻、抗剪切失稳能力强、弯曲强度大等因素而广泛地应用在各种航天结构中，尤其是该种材料的减重效果，在舵面、副翼、舱门、雷达罩等结构上有着极好的应用效果；蜂窝夹层结构复合材料最早出现在美国F15战斗机系列的平尾、垂尾、机翼前缘等位置；其后用于F／A18飞机上的飞行控制面；后续在F35飞机上的方向舵、垂尾前缘、襟副翼等位置皆有应用。
而在民用飞机上，该种复合材料也具备着一定的优势，B787、A380、A340、A320等飞机上皆有含该项材料的结构件，比如方向舵等。
（2）因蜂窝夹层结构材料耐腐蚀、减震、力学性能优良，亦会较多应用在各种航空航天功能件制造上，比如天线罩、整流罩等结构功能件；借助适宜的外形设计，不但可满足飞行器整体的气动外形标准要求，还可借助结构设计与模拟计算，通过设定相应的结构形式来满足飞行装置透波等性能要求；此外，在各种飞机饰件选择与装饰时亦会应用到该项材料，比如飞机内饰板壁、底板等结构。
而在蜂窝夹层结构工艺迅速发展的背景下，行业内的专业研究学者亦开始探索“绿色蜂窝+改性酚醛预浸料”、“绿色蜂窝+改性酚醛预浸料”等绿色蜂窝夹层结构在飞机侧壁板等结构上应用的可能性，并取得了较好的研究成果[1]。
有梭织机织造蜂窝状三维织物的设计
１ ２ 蜂 窝状三 维织 物组织 结构 ．
整体式三维蜂 窝状 骨架可 以由多层 织物接结构 成， 其织物结构与产品形状如图 １ 所示。图中垂直于 图面呈圆环状的为纬纱 ， 平行于图面呈 曲折状 的为经 纱。改变纬纱的布置与排列 ， 以调节每个蜂窝基本 可 单元的尺寸。每层织物一般采用相 同的织物组织 ， 为 了减少综框片数 ， 简化织造工艺 ， 多采用平纹或其他简 单组织。平纹在织造过程 中经纬纱交织频繁 ， 经纱受 到的摩擦较大 ， 使纱线易起毛 ， 造成开 口不清 ， 加了 增
以三维织物作为基材的蜂窝状板材有许多优 良性 时 ， 屈 曲处 易 产 生应 力集 中 ， 响 材 料 的整 体 性 。 在 影 能， 如耐压性好， 结构稳定 ， 隔热性好 ， 易于设计 ， 同时 另外 ， 在构件承受拉力时 ， 曲的纱线有 向伸直状态变 屈 从而降低了构件的刚度。为了减少经 、 纬纱 能克服层状结构复合材料层间强度低 ， 易冲击损伤等 化的趋势 ，
成多种形式 ， 加工方法也有许 多种 ， 现介绍一种用普通 根 ， 了能适 应不 同厚 度 的板材 的需 要 ， 设计 层 与层 为 在
有梭织 机制织 的蜂窝 状三维 织物 。
之间的交链时， 尽量减少其交链次数 ， 以降低织造的难
度 。一个 经纱循环 只有 ８根 经纱 ， 综 时 采 用顺 穿 法 ， 穿 穿 综 图如 图 ２所示 。
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兰 璺兰 蔓 堂： 塑 星： 蔓兰
Ｖ １ ４ Ｎ ． ．２ ０ ０＋ ｏ ３ ５ ０６
Ｓ Ａ Ｈ Ｉ Ｅ Ｉ Ｃ Ｎ Ｅ＆ Ｔ Ｃ ＮＯ Ｏ Ｈ ＮＧ Ａ ＸＴＬ Ｓ Ｉ Ｃ Ｔ Ｅ Ｅ Ｅ Ｈ Ｌ ＧＹ 上 海 纺 织 科 技
新型微观结构复合材料及其增材制造技术工程
新型微观结构复合材料及其增材制造技术工程背景介绍：微观结构复合材料是由两种或多种不同材料在微米尺度上结合而成的新一代复合材料。
它具有独特的物理和化学性质，可以应用于多种领域，包括航空航天、汽车制造、医疗器械等。
目前，随着3D打印技术的发展，增材制造技术成为实现新型微观结构复合材料制造的有效途径。
1.多种材料整合：不同材料微观结构的组合能够实现更多样化、多功能的性能。
2.抗磨损和抗腐蚀能力：微观结构的特殊形状和材料组合能够提供更好的抗磨损和抗腐蚀性能。
3.轻量化和高强度：微观结构复合材料具有很高的强度和轻量化的特点，可以降低产品的重量，提高效率和可靠性。
增材制造技术在微观结构复合材料制备中的应用：1.3D打印技术：通过在微米尺度上逐层添加材料，实现复杂微观结构的制造，包括蜂窝状、网格状等结构，可用于制造轻量化零件。
2.激光熔化沉积技术：通过高能激光束熔化金属或陶瓷粉末，逐层堆积制造微观结构复合材料。
3.电子束熔化技术：利用电子束对金属粉末进行加热和熔化，实现复合材料的制造。
4.真空冶金技术：通过在真空条件下将不同材料的微米颗粒进行堆积，形成微观结构复合材料。
1.航空航天领域：通过增材制造技术制造轻量化的航空部件，如飞机结构零件、航天器部件等，提高载荷能力和燃油效率。
2.汽车制造领域：利用增材制造技术制造轻量化的汽车部件，提高汽车的燃油经济性和安全性。
3.医疗器械领域：利用增材制造技术制造个性化的医疗器械，如假肢、矫形器材等，提高患者的生活质量。
4.能源领域：通过增材制造技术制造高效能源部件，如太阳能电池板、燃料电池等，提高能源利用效率。
总结：。
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图 5 复合过程示意图
图 3 6 层蜂窝织物结构图
图 4 6 层蜂窝织物上机图 11 11 5 接结间距的设计
多层蜂窝组织在织造时要想获得良好的蜂窝效果 ,关键是 要合理地设计接结组织 。本设计是 6 层织物 ,经纬密较大 :经密 384 根/ 10 cm ,纬密 748 根/ 10 cm ;但平均到每层时密度就比较 小 。这有利于织物在复合时有较好的浸渍效果 。根据对蜂窝形 状的要求 ,接结设计的间距为 2 cm 。 11 2 原料与工艺流程
蜂窝状三维织物复合材料是由聚合物与增强材料制成的复 合材料 。这种复合材料由于具有许多优异的特性 ,已在国内经 济各个领域中获得了广泛应用 。这种复合材料的许多物理 、化 学性能在很大程度上取决于聚合物基体的性质 ,经聚合物基体 复合过的三维织物才能体现其优异的性能[9～10] 。 21 1 三维蜂窝织物的复合
(2) 凝胶时间 胶液凝胶时间的主要影响因素是温度 ,具体 数据参考表 1 聚酰胺树脂的固化时间表 。
表 1 固化温度与时间表
温 度/ ℃
20～25 40～45 70～100 120～155
时 间/ h 20～24 7 3 01 5
21 11 2 复合过程 蜂窝状三维纺织材料的复合过程主要分以下 6 个步骤 : ①
825 3256
4 结语
通过设计和织造三维 6 层蜂窝织物并对其进行复合和性能 测试 ,表明在普通织机上 ,可通过特殊的组织设计进行有较大厚 度的复合材料的骨架织物织造 。但在普通织机上因经纱受到经 纱层数的限制 ,多层织物每层的经纬密较小 。在实际生产中 ,要 进一步提高织物的厚度和经纬密 ,可采用三维织机 。多层三维
Key words :size mixt ure ; visco sit y ; sized film ; qualit y ; expense
(上接第 6 页)
图 6 插入玻璃棒示意图
表 2 性能对比
项 目 普通蜂窝织物 蜂窝状织物复合材料
拉伸强度 98 179Fra bibliotek弯曲强度 75 199
单位 : MPa 弯曲模量
上织造多层蜂窝状三维织物 ,用手糊法对其进行复合 ,测试其性能 。结果表明 ,用树脂对蜂窝状三维织物进行复合可得到
性能明显加强的复合材料 。
关键词 :蜂窝状三维织物 ;复合材料 ; 织造 ;复合
中图分类号 : TS106 文献标识码 :A
文章编号 :1673 - 0356 (2007) 05 - 0005 - 02
蜂窝状三维纺织复合材料是一种以三维立体蜂窝织物作为 增强相 ,树脂 、陶瓷等为基体复合而成的具有整体化纤维增强结 构 、性能极佳的新型复合材料 。目前普通蜂窝状材料大多是先 将平面材料粘合 ,再经过压制定型而成 。加工时将织物或平面 材料分层叠放 ,在相应的部位粘合 ,经过定型 ,制成蜂窝状材料 。 这种制作方法虽然制作工艺简单 ,但构件的整体性较差 ,当处于 高温高湿环境中或承受交变外力时 ,粘接处容易开裂 。如果采 用机织方法直接织成三维结构的织物 ,经树脂复合固化后就可 克服这种缺点[1～5 ] 。
2007 年第 5 期 纺织科技进展
·5 ·
蜂窝状三维织物及其加强复合材料的研制
赵瑞方1 ,华 坚1 3 ,聂建斌2
(1. 四川大学 轻纺与食品学院 ,四川 成都 610065 ;2. 中原工学院 纺织学院 ,河南 郑州 450007)
摘 要 :以涤纶网络丝为经纱 ,涤棉混纺纱为纬纱 ,平纹组织为基础组织和接结组织 ,纱罗组织为边组织 ,在剑杆织机
(下转第 37 页)
2007 年第 5 期 纺织科技进展
·37 ·
Productive practice of esterif ied starch "PR2Su" replacing PVA
MA Xiao
( Xianyang Huarun Textile co . , L td. , Xianyang 712000 , China)
·6 ·
纺织科技进展 2007 年第 5 期
来控制织物布边 ,防止织物卷边和脱线 。 11 11 4 组织图和上机图
整体式蜂窝状三维骨架可由多层织物接结构成 ,其织物结 构如图 3 。图 3 中垂直于图面呈圆环状的为纬纱 ,平行于图面呈 曲折状的为经纱 。改变纬纱的布置与排列 ,可以调节每个蜂窝 基本单元的尺寸 。上机图如图 4 所示 ,其穿综采用顺穿法 。
蜂窝状织物用树脂进行复合后 ,可提高其强度和硬度 ,体现了重 量轻和强度大的优点 ,应用到产业上应会有广阔的市场前景 。
参考文献 : [ 1 ] Mouritz A P , Bannister M K , et al . Review of applications of ad2
vanced t hree2dimensional fiber textile compo sites[J ] . Co mpo sites , 1999 , (30) :1445 - 1461. [ 2 ] Chou T , et al . Modeling for p redicting t he mechanical properties of textile co mpo sites2A Rev [ J ] . Co mp Osites , 1997 , ( 28 ) : 310 325 . [ 3 ] 刘洪玲. 纺织结构复合材料中的纺织品 [J ] . 产业用纺织品 ,2001 , (10) :7 - 11. [ 4 ] 王元昌. 三维织物的设计与织制[J ] . 上海纺织科技 , 2000 ,28 (6) : 43 - 44. [ 5 ] 刘淑萍 ,刘让同. 三维织物结构设计[J ] . 纺织科技进展 ,2005 , (6) : 42 - 48. [ 6 ] 黄 故 ,马崇启 ,等. 三维机织物复合材料的研究 [J ] . 纺织学报 , 1999 , (1) :4 - 6. [ 7 ] 易洪雷 ,丁 辛. 三维板状机织预制成形件的设计与试织 [J ] . 棉纺 织技术 ,1998 ,279 :279 - 283. [8 ] 黄晓梅 ,季 涛. 机织蜂窝芯的结构设计[J ] . 上海纺织科技 ,2002 , 30 (1) :24 - 25. [ 9 ] Tsu Wei Chou , Frank K Ko . El sevier science p ulr lishers[ M ] . B V Text st ruc. Comp . 1989. [ 10 ] 朱民儒. 三维纺织复合材料的结构特点和应用[J ] . 产业用纺织品 , 2002 , (6) :1 - 5.
Abstract :Productive experiment of esterified starch " PR2Su" replacing PVA was int roduced. The result s proved t hat t he mixt ure serosit y could de2 crease t he visco sit y and improve t he penet rativit y of t he serosit y. The qualit y of sized yarn was imp roved and t he expense was reduced.
本次复合采用手糊法 ,复合加工过程可用图 5 表示 。
3 性能测试
为验证经复合的三维蜂窝状织物复合材料是否优于普通的
蜂窝织物 ,由浙江省建材科学研究所分别对两种材料进行了拉
伸弯曲试验 ,其结果见表 2 。由表 2 可看出 ,经复合后的蜂窝状
织物复合材料的两种强度及模量均高于普通蜂窝织物的 ,且抗
弯曲效果比抗拉伸效果更好 。
与普通织物相比 ,三维织物具有厚度厚 、可撑开 、可填充 、刚 度大 、质量轻和经向 、纬向截面可设计成多种形式等优点 。鉴于 这些优点 ,用三维织物作为基材的蜂窝状三维纺织复合材料的 方法受到越来越多的重视 。这种方法利用三维织物作为复合材 料的基材 ,经树脂复合处理 ,刚度与强度均得到增强[6] 。三维蜂 窝板材织物可由多层三维复合织物用经纱接结而成 。通过改变 经纬纱的布置与排列 ,调节每个蜂窝基本单元的尺寸 ,与树脂复 合时配以相应形状的钢板及表面成形模具 ,可制成不同形状的 蜂窝组织 ,如正方形 、菱形 、正弦曲线形 、六边形等 ,可满足不同 用途需要 。这种新型复合材料抗耐压 ,结构稳定 ,隔热性好 ,易 设计 ,同时克服了层状结构复合材料层间强度低 、易损伤等缺 点 ,可广泛用于航空航天 、汽车 、造船 、建筑 、仓储 、管道输送等多 个领域 ,具有广阔的应用前景 。
收稿日期 :2007207218 ;修回日期 :2007207225 作者简介 :赵瑞方 (19812) ,女 ,河南安阳人 ,四川大学在读硕士研究生 ,研
究方向 :环保型纺织材料 。 3 通讯联系人 :华 坚 (19522) ,男 ,四川大学教授 ,主要研究方向 :生态纺
织材料和环保纺织材料 。
1 蜂窝状织物的设计与织造
三维蜂窝织物可按需要设计成多种不同层次的织物 ,这里 以 6 层为例 。 11 1 机织蜂窝芯子的结构设计
机织蜂窝状织物的组织属于复杂组织中的多层接结组织 , 层间按一定规律接结 ,制品撑开后在侧面形成六边形的几何形 状 。六边形的 4 个斜边由 2 个基础组织形成 ,2 个平行于经纱方 向的直边通过接结组织把相邻的 2 层织物并为 1 层 。其示意图
将石蜡放入烧杯内 ,用电炉加热至石蜡完全熔化后 ,用刷子将石 蜡溶液均匀地涂到玻璃棒上 ,并等到石蜡完全重新固化 ; ②用保 鲜膜将涂有石蜡的玻璃棒卷绕 ; ③ 将玻璃棒沿经纱方向插入蜂 窝织物的蜂窝孔中 ,将三维织物撑起并固定玻棒位置 ,使织物层 与层之间分离开形成立体形状的蜂窝 ,同时保证成型后的三维 织物外形美观 ,孔眼均匀 ,如图 6 所示 ; ④将环氧树脂和聚酰胺 树脂按一定比例混合后放入电炉上不锈钢锅内加热 ,采用低温 加热使混合胶液的温度缓慢上升 ,胶液的粘度会大大降低 ,但温 度不能过高 ,否则胶液会迅速凝固 ; ⑤将制好的胶液倒入一个一 次性水杯中 ,把织物水平放在钢锅上方 ,然后把胶液均匀地倒在 玻璃棒撑起的织物上 ,翻转和挤压织物 ,促使胶液浸透完全且均 匀 ; ⑥将织物在室温下放置 ,使树脂固化定型 ,4 h 左右将玻璃棒 拔出 。