机织间隔织物复合材料的研制及性能研究

论文摘要

机织间隔织物复合材料是一种新型的夹芯结构复合材料,其增强体间隔织物是在两个平行的织物平面结构之间由一组垂纱或是一组垂向组织相连接的三维机织物,间隔织物复合材料具有质量轻、强度高的特点,本文对机织间隔织物复合材料的制作及其性能进行了较系统的研究。首先,选用增强工业涤纶作为增强体的原料,设计织造了纬接结机织间隔织物和经接结机织间隔织物。为了研究不同的面层组织和接结纱密度对间隔织物复合材料力学性能的影响,以经接结间隔织物为研究对象,设计了平纹、方平、2/2斜纹和1/3斜纹四种不同的面层组织的间隔织物,并且设计了以平纹组织为面层组织的15种不同接结纱密度的间隔织物。其次,设计制作了填充用的模具,模具的作用是将机织间隔织物固定并打开其空间结构,在其空间中填充了聚氨酯泡沫,探讨填充剂的用量;选用环氧树脂做基体材料,聚酰胺树脂为固化剂,无水乙醇为稀释剂,采用手糊法对机织间隔织物进行复合。最后,对所制得的机织间隔织物复合材料的压缩和三点弯曲性能进行了测试,比较了间隔织物复合材料、夹层结构复合材料和无织物增强的泡沫板材复合材料的性能,分析表明接结纱的存在可以增强间隔织物复合材料的压缩性能和弯曲性能。探讨了不同的面层组织和接结纱密度对机织间隔织物复合板材的影响,结果表明,机织间隔织物复合材料有一定的抗压性和抗弯性;面层组织对间隔织物复合材料的性能影响不显著,为了减少织物设计和织造的生产难度,可以只选用组织结构最简单的平纹组织作为面层组织;随着接结纱密度的增加,间隔织物复合材料的压缩性能增强,并且影响显著,而间隔织物复合材料的弯曲性能也有增强的趋势,但影响不显著。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的研究背景
• 1.1.1 正交组织
• 1.1.2 角联锁接结组织
• 1.1.3 蜂窝状组织
• 1.1.4 间隔组织
• 1.2 间隔织物预制件
• 1.3 增强体纤维材料的选择
• 1.4 基体材料——树脂
• 1.5 复合材料成型工艺
• 1.6 填充材料
• 1.7 间隔织物复合材料板材的力学性能测试
• 1.8 课题的研究内容及意义
• 第2章 复合材料板材增强体的设计与织造
• 2.1 增强体材料及组织的选择
• 2.1.1 增强体所用纱线的选择
• 2.1.2 增强体组织的选择
• 2.1.3 增强体间隔织物的织造工艺调整
• 2.2 间隔织物上机图设计及织造
• 2.2.1 纬接结间隔织物
• 2.2.2 经接结间隔织物
• 2.3 实验方案设计
• 2.3.1 不同的面层组织的间隔织物
• 2.3.2 不同的接结纱密度的间隔织物
• 2.3.3 没有接结纱的夹层结构
• 2.3.4 无织物增强的泡沫板材
• 2.4 织造过程中的问题分析
• 2.4.1 涤纶长丝造成的开门不清
• 2.4.2 张力不匀引起的开口不清
• 2.4.3 双经轴造成的开口不清
• 2.4.4 纬接结间隔织物幅宽的问题
• 2.5 本章小结
• 第3章 复合材料板材的填充
• 3.1 模具的设计加工
• 3.1.1 模具的选材
• 3.1.2 模具设计
• 3.2 填充原料的选择
• 3.3 填充量的确定
• 3.4 材料的填充
• 3.4.1 间隔织物的填充
• 3.4.2 夹层结构的填充
• 3.4.3 泡沫板材的填充
• 3.5 填充过程中存在的问题
• 3.5.1 间隔织物的织造对填充的影响
• 3.5.2 模具的使用问题
• 3.5.3 聚氨酯填充原料的问题
• 3.6 本章小结
• 第4章 间隔织物复合材料的复合
• 4.1 基体材料的选择
• 4.2 树脂基体胶液的制备
• 4.3 树脂基体的复合
• 4.4 树脂基体的固化
• 4.5 复合好的间隔织物复合材料
• 4.6 复合过程中存在的问题
• 4.6.1 树脂均匀性的问题
• 4.6.2 树脂中空气的问题
• 4.6.3 树脂用量的问题
• 4.7 本章小结
• 第5章 机织间隔复合材料板材的性能测试
• 5.1 压缩性能测试
• 5.1.1 实验准备
• 5.1.2 实验步骤
• 5.1.3 平压强度
• 5.2 弯曲性能测试
• 5.2.1 实验准备
• 5.2.2 实验步骤
• 5.2.3 抗弯强度
• 5.3 测试过程中需要注意的问题
• 5.4 本章小结
• 第6章 复合材料板材性能测试结果分析
• 6.1 夹层结构和泡沫复合材料与间隔织物复合材料的性能对比
• 6.1.1 夹层结构和泡沫复合材料与间隔织物复合材料压缩性能对比
• 6.1.2 夹层结构和泡沫复合材料与间隔织物复合材料弯曲性能对比
• 6.2 不同的面层组织对间隔织物复合材料性能的影响
• 6.2.1 不同面层组织对间隔织物复合材料压缩性能的影响
• 6.2.2 不同面层组织对间隔织物复合材料弯曲性能的影响
• 6.3 接结纱密度对间隔织物复合材料性能的影响
• 6.3.1 接结纱密度对间隔织物复合材料压缩性能的影响
• 6.3.2 接结纱密度对间隔织物复合材料弯曲性能的影响
• 6.4 本章小结
• 结论
• 附录
• 附录1 工业涤纶长丝的强力测试实验数据
• 附录2 间隔织物复合材料压缩实验原始数据
• 附录3 间隔织物复合材料三点弯曲测试原始数据
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间所发表的论文
• 致谢