立体管状织物的三维圆织法成型

为实现立体管状织物的规格化、连续化生产,提出一种新的立体管状织物成型方法,即三维圆织法。该方法结合圆织法的特点,将经纱沿径向排布并引入,通过引纬器在圆周方向的运动引入连接面内纱线的纬纱及连接各层组织结构的垂纱。在成型过程中纬纱和垂纱在引纬器的牵拉力作用下能自然地将经纱束紧,并在结合特定的经纱开口运动规律的情况下实现经纱在厚度方向上的分层和连接。整个织造过程中能实现经纱的连续供给,只需定期更换纬纱和垂纱,从而达到连续化生产的目的。

接结经纱对三维正交机织物结构的影响

以经纱接结的三维正交机织物为研究对象 ,在 3种接结纱张力下制织了 2种接结纱浮长的 6种正交机织物。通过比较织物的接结纱织缩率、纬纱密度和织物厚度 ,发现适当的接结纱张力既有利于形成较为理想结构的正交织物 ,又有利于织造的顺利进行 ;较小的接结纱浮长 ,有利于织物结构的均匀。

2.5维机织物接结经纱缩率的影响因素

由于高性能纤维成本较昂贵,在织造前对其纤维用量的计算显得尤为重要。基于2-2带衬经结构的层层正交角联锁织物结构优势,织造了10种不同规格参数的织物,测试其接结经纱的缩率,分析纬纱密度、纬纱线密度、织物层数和接结经纱本身的线密度对接结经纱缩率的影响。研究发现,纬纱密度和线密度对接结经纱缩率影响非常明显,而织物层数和接结经纱本身的线密度对接结经纱缩率影响不明显。用测试得出的接结经纱缩率分别对10种织物的纤维体积含量进行计算,与称量法得出的纤维体积含量值吻合得很好,为实际生产工艺中计算高性能纱线的用量提供了较好的参考。

纯棉纱线的荧光涂料染色

采用自制阳离子黏合剂对纱线进行荧光涂料染色,考察了阳离子黏合剂质量分数、浸染p H值、温度及时间等工艺条件对涂料上染率的影响。优化的工艺条件为:涂料4%(omf),阳离子黏合剂20%,p H=6,30℃浸染30 min。经阳离子黏合剂涂料染色的纱线,其K/S值和颜色参数L*、a*、b*、C*、H值,与改性后荧光涂料染色的纱线相当,匀染性和干湿摩擦色牢度均有所提高。

接结纱经向间距对EP/CFSF复合材料性能的影响

基于不同接结纱经向间距的设计,研究了不同接结纱经向间距对环氧树脂(EP)/碳纤维间隔织物(CFSF)复合材料的力学性能、电学性能的影响规律,结合扫描电子显微镜,分析经向间距对复合材料性能的影响机制。结果表明,随着接结纱经向间距的增加,EP/CFSF复合材料的冲击强度和弯曲强度减小,韧性减弱,电阻率增大。当接结纱经向间距为4 mm时,复合材料具有较佳的综合性能,其冲击强度为13.5 k J/m^2,弯曲强度为121.30 MPa,导电性能最好,电阻率为0.077Ω·m。

两种方式下实现的厚度渐变型三维机织物组织结构设计

根据机织的特点,通过减少织物层数和接结纱数量两种方式进行结构设计,实现单面和双面厚度方向的变化,并对小样织机进行部分改造,实现了更多层数的变化。结果表明:通过减少织物层数的方式实现的厚度变化与通过减少接结纱数量实现的厚度变化相比,前者厚度更厚并且厚度变化更明显。

基于气缸的三维机织增强体织造系统设计

为在经纱方向引入贯穿织物厚度的接结纱从而提升机织增强复合材料层间性能,以三维正交无卷曲机织增强体为对象,设计了一种窄幅三维机织织造系统。采用气缸作为开口、引纬和打纬的主要驱动部件,实现多重综框的独立开口运动与管状多剑杆机构的多层梭口同时引纬运动,并在可编程控制器上实现各机构协调运作,使经纬纱垂直平铺,接结纱与纬纱交织并贯穿织物起到层间约束作用。通过显微镜观察三维机织增强复合材料各个切面(分别沿经纱、纬纱和接结纱),并测量纱线卷曲度、横截面积、组织单元尺寸等关键几何参数。测量结果表明,这种三维机织系统可实现三维正交无卷曲机织增强体的织造。

玻纤捆绑纱双轴向经编碳纤维增强复合材料拉伸性能的研究

为了探讨玻璃纤维捆绑纱对复合材料拉伸性能的影响,对使用高性能玻璃纤维作为捆绑纱的双轴向碳纤维织物以及复合材料进行了拉伸性能测试,分析了材料的破坏模式以及影响因素。结果表明,使用玻纤捆绑纱并未提高增强织物的经向和45°的拉伸强度;玻纤捆绑纱可改善树脂浸渍,减少捆绑纱附近的应力集中,增强碳纤维层间的结合,大大提高碳纤维断裂同时性,从而提高其拉伸性能。捆绑纱相同时,经平组织试样经向强度优于编链组织,凸显了玻纤纱的优势,材料的拉伸性能更好。

包芯花式线性能的研究

研究包芯纱的性能对结子花式线拉伸性能的影响得出以下结论:不同线密度纱线对断裂伸长影响很大,而对强度影响不大;就原材料的影响来看,发现在研究的纱线中,对聚酯纱线断裂强度的影响最大,对棉纱的断裂伸长影响最大。试验结果表明:一种组分性质的微小变化都有可能对最终的花式线性能产生很大的影响。

接结纱细度对机织间隔织物复合板材平压性能的影响

以高强低伸工业涤纶长丝为原料织制机织间隔织物,用聚氨酯泡沫填充织物的间隔,用环氧树脂对板材表面进行涂层复合,制成机织间隔织物复合板材。由于间隔织物复合板材的压缩性能主要取决于其夹芯结构,接结纱细度的不同会影响板材的平压性能,通过改变接结纱的细度,设计加工了5种接结纱细度的板材,并对其平压性能进行了测试分析。通过分析载荷变形曲线,得知板材的压缩历经契合、弹性、屈服、压实4个过程;同时,随着接结纱细度的增加,板材的契合所需变形量、平压强度、弹性模量等各项性能均明显增加,且增加幅度越来越大。