玄武岩基复合纱线的制备及其阻燃织物性能

玄武岩纤维是一种高性能绿色材料。为探究玄武岩纤维成纱结构及其织物性能,开发多功能纺织产品,以玄武岩为基体材料,运用包覆纺纱技术和摩擦纺纱技术,将芳纶、超高分子量聚乙烯、阻燃粘胶作为外包覆材料制备复合纱线,所制备的纱线包括双芳粘胶及聚芳粘胶两种,分析纱线的微观形貌、拉伸断裂、弯曲性能以及热稳定性能,测试所制成织物的阻燃性能及防切割性能。结果表明:双芳粘胶纱线具有较高的力学性能及热稳定性能,聚芳粘胶纱线拥有更优异的柔软性能。在织物阻燃效果方面,双芳粘胶织物与聚芳粘胶混纺织物的极限氧指数都超过27%,这两种织物切割性能均达到防护二级标准,混纺织物切割性能优于纯纺织物。

三维角联锁衬经机织复合材料的纱线形态及力学性能分析

在三维角联锁机织结构中,经纱和纬纱是不可或缺的构成部分,其纱线形态会影响复合材料的力学性能。在目前关于三维角联锁机织复合材料的研究论文中,复合材料内部纱线形态主要表现为伸直状态的纬纱与弯曲状态的经纱。文章通过调整经纱与衬经纱的排列方式和排列密度设计了5种不同结构的试样,用于研究三维角联锁衬经机织复合材料中纱线形态的变化,并通过对其进行准静态弯曲与压缩试验研究其力学性能。结果表明:经纱与衬经纱排列密度的改变会引起经纬纱线形态的改变;通过减小经纱与衬经纱排列密度,增大相邻经纱间距,可增大经纱的力偶作用,使纬纱由伸直状态转变为弯曲状态、经纱由弯曲状态转变为伸直状态;试样中纱线屈曲波高状态对弯曲性能和压缩性能影响显著,具有较大屈曲波高的试样表现出较高的弯曲强度与较低的弯曲模量,受载方向上纱线屈曲程度较低的试样表现出较高的压缩强度和压缩模量。

PAN基功能性纳米纤维复合纱线的试纺与性能分析

以聚丙烯腈(PAN)、纳米级二氧化钛(TiO_(2))、纳米银颗粒(AgNPs)和棉纤维为原料,用棉纺试验机和无喷头环形静电纺丝机纺制了防紫外线PAN基纳米纤维复合纱线、防辐射PAN基纳米纤维复合纱线、PAN基纳米纤维复合纱线和纯棉纱线,并利用电脑横机分别织造了4种相同规格的针织物,测试分析了纱线的基本性能和织物的防紫外线、防辐射性能。结果表明:PAN基功能性纳米纤维和PAN基纳米纤维在复合纱线中分布均匀;PAN基功能性纳米纤维复合纱线和PAN基纳米纤维复合纱线的吸湿性较差,捻度比较接近,都大于纯棉纱线的捻度,拉伸性能也比纯棉纱线好;PAN基功能性纳米纤维织物的防紫外线性能和防辐射性能良好。

纱线结构对苎麻短纤纱复合材料拉伸性能的影响

为揭示纱线结构对短纤纱复合材料性能的影响与其对纱线性能影响的区别,通过环锭纺制备了不同线密度以及捻系数的苎麻短纤纱,再通过树脂浸渍法制备了苎麻短纤纱增强不饱和聚酯树脂复合材料。分别对苎麻短纤纱的拉伸性能以及苎麻短纤纱增强复合材料的拉伸性能进行了测试和分析。结果表明:随着纱线线密度的增加,苎麻短纤纱增强复合材料的拉伸强度先降低后增大再降低,当线密度为80 tex时复合材料拉伸强度在长短隔距测试中都达到最大值;随着纱线捻系数的增加,纱线断裂强度在临界捻系数为300处达到最大,但是苎麻短纤纱增强复合材料在长隔距测试下拉伸强度逐渐增大,未出现临界点,而在短隔距测试中的临界捻系数增加到360,最大拉伸强度为528.39 MPa;树脂使纱线内部固结,纱线中纤维之间的抱合力转变为纤维与树脂的界面作用,在短隔距临界捻系数处纱线捻度角对拉伸强度的负面影响与对界面机械锁结的积极影响达到平衡。

水环境下纱线结构对苎麻/聚乳酸复合材料老化的影响

研究了单股苎麻纤维(R1)和3股苎麻纤维(R3)这2种纱线结构对苎麻/聚乳酸(PLA)复合材料吸水老化的影响.结果表明:R1/PLA复合材料中,苎麻纤维分布较为均匀;老化前期,R1/PLA与R3/PLA复合材料的吸水行为大致相同,老化后期,R3/PLA复合材料的吸水率高于R1/PLA复合材料;随着老化的进行,2种复合材料中的纤维与基体界面处出现微裂纹,基体结晶度先升后降,R3/PLA复合材料的老化速率较快,其力学性能在老化后期低于R1/PLA复合材料.R1/PLA复合材料由于纤维具有良好的分散性,其耐久性能较好,可应用于建筑工程中.

基于双目视觉的纬编双轴向壳体复合材料纱线取向检测方法

为保证复合材料构件的性能,实现对预制体成型后构件表面纤维取向的高效检测,本工作基于双目结构光检测技术,开发了一种低成本的复合材料构件表面纱线取向重构系统。首先,标定转台轴线在世界坐标系中的位置;其次,将制备好的样品放置在转台上采集其三维图形信息,提取每次采集结果中经向和纬向纱线的轮廓信息;然后,将处理后的局部数据进行合并,得到样品整体的图形信息及纱线的空间轨迹;最后,评价了系统的纱线轨迹识别覆盖率和图形数据精度,并分析了其误差来源。试验数据显示,重构得到的纱线轨迹覆盖率达到80%,图形数据的误差均不超过0.2%。研究结果表明:设计的双目结构光测量系统是有效可行的,可为产品质量控制和工艺路线设计提供支持。

纱线间距对复合材料拉伸性能的影响

为研究纱线间距对编织复合材料拉伸性能的影响,课题组建立了4组纱线间距的芳纶纤维橡胶基复合材料单胞模型;并通过有限元软件对沿经(纬)纱和纤维束交织2种拉伸方向的单胞模型进行拉伸性能仿真分析。结果表明:随着纱线间距的增加基体和增强相的等效应力逐渐增大,且沿经(纬)纱方向拉伸的等效应力小于纤维束交织方向;通过均质化理论计算出复合材料等效弹性常数,弹性模量随着纱线间距的增加逐渐减小,经(纬)纱方向计算的弹性模量平均高出纤维束交织方向21%。

GO-QAS/棉复合纱线的构建及其性能

针对现有抗菌纺织品加工方法存在问题,利用静电纺喷技术,将接枝有机硅季铵盐的氧化石墨烯(GO-QAS)均匀喷射在棉网表面,经后序集聚加捻,构建GO-QAS/棉复合纱线。结果表明:当纺丝电压为35 kV、棉网厚度为3 mm、GO-QAS质量浓度为4 mg/mL时,GO-QAS在静电力作用下能够稳定喷射在棉网表面,同时GO-QAS包裹卷绕在棉纤维表面;进一步集聚加捻获得的GO-QAS/棉复合纱线也显示了优异的力学性能,并对大肠杆菌和金黄葡萄球菌具有大于99.99%的抗菌性。基于静电纺喷工艺路线,通过对氧化石墨烯不同的功能改性,还可制备多重功能因子组合的复合纱线,从而实现纱线的多功能改性。

镶嵌结构微纳米纤维/短纤维复合纱线的研究进展

静电纺微纳米纤维应用场景广泛且具有良好的功能扩展性,但机械性能有待提升,镶嵌结构微纳米纤维/短纤维复合纱线能有效地结合微纳米纤维和传统短纤维的优势,兼具优异的机械性能和功能性,提高了纺织品的附加值。文章分析了镶嵌结构复合纱线的设计原理,阐述了连续成网和跨尺度纤维均匀镶嵌技术难点,并介绍了基于镶嵌纺技术开发的系列功能性复合纱线,展望了镶嵌纺技术未来将朝着多功能、绿色化的方向发展。

多元复合阻燃纱线的制备及性能

为研究多元复合阻燃纱线中混纺比对纱线性能的影响规律,以芳纶1313纤维、阻燃黏胶和阻燃锦纶长丝为原料,纺制11种二元复合阻燃纱线和9种三元复合阻燃纱线,探究了芳纶1313纤维含量变化对纱线条干均匀度、纱线强力、毛羽指数、耐磨性能的影响。实验结果表明:纤维混纺比对混纺纱线的条干均匀性影响不显著,仅与纤维本身性能有关;多元复合阻燃纱线中芳纶1313纤维含量越多,纱线的断裂比强度、断裂伸长率和耐磨次数越大,阻燃锦纶长丝的加入会改善三元复合阻燃纱线的毛羽和耐磨性能。研究结果为阻燃纤维的选择以及阻燃混纺纱线的研究开发提供了理论指导和技术支持。

涤棉丝Sirofil复合纱的结构与性能

探讨涤棉丝Sirofil复合纱的结构与性能。分析了涤棉丝Sirofil复合纱的结构与性能,并与传统纯棉纱、涤棉包芯纱性能进行了分析比较。指出:采用Sirofil复合纺纱方法可使纱线的强力提高,毛羽减少,条干均匀度改善,纱线的耐磨性能和抗剥毛性能增强。

三维四向碳/碳复合材料力学性能预测与试验验证

针对三维四向碳/碳复合材料力学性能预测问题,基于参数传递多尺度分析方法建立微结构模型,并结合细观力学方法实现了基本力学性能的预测。首先在微观尺度采用随机扰动算法构造出纱线体积代表单元(RVE)模型,预测得到纤维束有效性能参数。同时,采用观察试验法构建三维四向碳/碳复合材料细观RVE模型。最后通过均匀化理论准确预测了复合材料弹性性能参数,并讨论了纱线填充因子对三维四向碳/碳复合材料弹性性能参数的影响,开展了相关试验。结果表明:建立的多尺度有限元模型的拉伸模拟预测结果与试验结果误差在5.5%左右;复合材料弹性性能参数对纱线填充因子的敏感度各不相同。

玄武岩棉不锈钢长丝复合纱的制备及性能研究

为探究基于展丝机构制备的玄武岩棉不锈钢长丝复合纱的性能,利用多轴系复合纺纱技术制备了展丝玄武岩棉不锈钢长丝复合纱,对展丝和未展丝复合纱线的捻度、毛羽数、条干均匀度、强伸性能进行测试和对比。研究表明:与未展丝结构复合纱相比,展丝结构复合纱的平均捻度减少了6.33%,捻度不匀率降低;经过展丝后玄武岩单丝宽度增加,有利于对芯纱表面棉纤维进行包覆,使展丝结构复合纱的3 mm毛羽数减少39.18%、片段长度重量CV值降低1.53个百分点;断裂强力和断裂伸长率分别提高了13.49%、31.37%。认为:利用展丝结构和调控纱线结构的方式可以显著提高复合纱的性能,同时结合多功能纺织材料,可以制备高品质、高性能的功能性复合纱线。

碳纤维复合材料成型件三维编织仿真模拟

为了准确预测碳纤维复合材料成型件三维编织过程中的纱线轨迹,基于等截面芯轴的几何特性提出一种碳纤维复合材料成型件的三维编织仿真模拟方法。首先,对各纱线与导向环的落点和接触点进行初始化设置,从而获取每根纱线与导向环的初始接触点位置坐标;其次,基于等截面芯轴的几何特性建立纱线轨迹预测模型,从而预测所有纱线的运动轨迹;然后,考虑到编织过程中纱线交织的交点坐标z坐标值一致,利用偏置系数对交织点处的x、y坐标进行偏置修整,从而表征丝束间的交织关系;最后利用Matlab软件实现上述编织过程,将得出的纱线轨迹导入到SolidWorks软件中得到成型件三维模型,通过不同进给速度对编织角度的影响验证了所提方法的可行性和准确性。

三组分复合纱线的拉伸断裂特征与力学模型

为了分析研究三组分长丝和短纤维复合纱线的拉伸性能与断裂特征,对不同捻度和不同组分线密度配置的三组分复合纱线在单纱强力机上进行拉伸实验,并记录其拉伸曲线。实验表明:一般情况下三组分长丝和短纤维复合纱线的拉伸曲线具有明显的多峰特征,这种拉伸断裂曲线形态随着纱线捻度的不同而存在差异。基于三组分复合纱线的实际拉伸情况,建立了复合纱线拉伸的力学模型,并在此模型中引入了新颖的滑块杆件,其数学解较好地说明了三组分复合纱线的拉伸力学性能。

绢丝/锦纶长丝sirofil复合纱成纱性能

以锦纶低弹丝和绢粗纱为原料,纺制不同捻度、不同喂入间距的绢丝/锦纶长丝sirofil复合纱,测试了复合纱的强伸性能、条干不匀和毛羽。通过对实验结果进行方差分析发现,在实验范围内,复合纱成纱强度和断裂伸长率均随纺纱捻度的增加而增加,但纺纱两组分喂入间距对其影响不大;成纱捻度和两组分喂入间距对成纱的条干不匀CV值影响不显著;复合纱的毛羽指数随成纱捻度及两组分在前罗拉处喂入间距的增加均呈现下降趋势。由此得到实验范围内绢丝/锦纶长丝sirofil复合纱的优化纺纱工艺参数:捻度850捻/m,前罗拉喂入间距18 mm。

三组分长丝和短纤维复合纱线的结构分析

通过对三组分长丝和短纤维复合纱线的纵横向截面形态的扫描与摄影,及对有色长丝的示踪实验,直接观察和分析了复合纱线的结构特征,采用复合纱线中各组分的捻缩率来间接地表征其结构,并讨论了影响复合纱线结构的各种因素。

三组分长丝与短纤维复合纱线的生产原理

棉包涤丝包芯纱的毛羽较多,纱线的结构比较松懈,耐磨性能差,易起毛起球,为使这些问题得到有效的解决,以利于生产花色或混色纱线,通过自行设计的带有沟槽前皮辊的喂入牵伸和张力控制装置,在传统的环锭细纱机上一步纺成具有特殊结构的三组分复合纱线,并对其成纱过程与机制进行分析,提出了影响三组分复合纱线性能的工艺参数。

嵌入式复合纱与Sirofil复合纱的对比分析

为了了解嵌入式复合纱的性能特点及其与Sirofil复合纱的差异,在保证纺纱工艺参数以及两种复合纱中长丝和短纤维含量一样的情况下,分别纺制了28 tex和36 tex毛涤嵌入式复合纱与Sirofil复合纱,并对其强伸性能、条干、毛羽指标进行了测试和对比分析。研究结果表明:对于相同线密度的复合纱,嵌入式复合纱的断裂强度和断裂伸长率高于Sirofil复合纱,条干和毛羽水平也优于Sirofil复合纱。

长丝短纤纱并捻复合工艺对纱线力学性能的影响

为了研究涤纶长丝与涤棉短纤纱并捻复合纱线的力学性能。分析了并捻张力、并捻捻度和复捻捻向对复合纱线强伸性能和外观的影响情况。结果表明 ,不同的并捻张力配置对复合纱线强力和外观影响较大 ;复合纱线存在临界捻度 ;采用同向加捻和适当捻度 ,复合纱线外观和力学性能良好。