《纺织复合材料及其应用研究》7800字（论文）

纺织复合材料及其应用研究目录TOC\o"1-2"\h\u12710关键词：纺织材料；纤维材料；发展 120904引言 126541纺织复合材料技术分析 2122211.1纺织复合材料的应用优势 2174231.2纺织复合材料发展概述 3248252纺织复合材料的应用范围 418032.1航空航天工业 4161492.2汽车制造工业 4302512.3体育研发用品 5229082.4其他行业 5254033纺织复合材料表面处理技术的发展 56643.1表面处理技术的发展 5101503.2等离子体技术 6174733.3物理方法 6193434纺织复合材料的发展应用前景 6237954.1纤维增强材料的发展 6140234.2纺织预成型技术的发展 7131834.3树脂基体技术的发展 7169445总结 823872参考文献 8摘要：纺织复合材料不仅具有高强度、高刚度、轻质的优点，而且具有与机械、电子等相关学科交叉发展、材料结构可设计的潜力。随着科学技术的进步，复合材料得到了广泛的应用。纤维、基体材料、预型件制造工艺、表面加工工艺等方面，都在飞速发展。碳纤维作为增强材料，因其优良的性能而受到人们的重视和应用。然而，复合材料部件的成本远远高于铝合金部件，其高昂的成本已经成为制约其广泛应用的一个重要原因。因此，如何有效地降低材料的成本，改善其性能，已成为当前复合材料工业所面临的一个重要问题。因此，低成本的纺织复合材料生产技术越来越受到人们的重视。纺织复合材料是一种以织物为原料生产的新型结构材料，其主要用途包括：制造航空发动机的叶片、车体的骨架、飞机外壳等。可以预见，在不久的将来，复合材料的研发与生产将会集中于减少生产成本。纺织复合材料在航空、汽车、船舶、土木工程等方面有着广阔的应用前景。本文综合以上几个方面，较全面地阐述了纺织复合材料在纺织工业中的应用和发展前景。关键词：纺织材料；纤维材料；发展引言在纺织工业的基础上，民生行业不仅包括人们的衣着、装饰品和家居用品，还包括航天、体育、建筑、医药等领域，纺织工程行业的技术进步，纺织材料的创新，不仅与纺织产品的应用领域有关，也是影响纺织工程企业转型的重要因素。随着科学技术的进步，复合材料得到了广泛的应用。近年来，随着经济社会的发展，以及化学、工艺等周边技术的不断发展，纺织复合材料的创新和应用已成为当今纺织工业发展的热点和亮点之一。在纺织行业中，复合材料是指将两种以上性质、功能各异的成分混合在一起，以改善纤维的强度、韧性和耐磨性。由于近年来市场的不断扩张，传统的纺织品在实际应用中存在许多不足之处。纺织工业对原料的需求与日俱增，对其质量的要求也越来越高。对纺织工艺的要求也越来越高。纺织复合材料是一种新的产品形式，其应用前景十分广阔。由于现有的纺织原料、纺织方式已经不能满足市场的需要，因此，各大纺织企业必须顺应时代发展，才能实现可持续发展。积极地对纺织面料进行革新，并将其应用于实际生产。充分发挥纺织复合材料的作用。通过合理地选用和搭配不同的纺织纤维。提高纺织品的品质。目前，随着人民生活水平的提高，对纺织产品的需求也越来越大，因此，必须加大对纤维产品的研发和利用。该产品能有效地改善纺织产品的质量，提高市场满意度，增强企业在市场上的核心竞争能力，实现公司的可持续发展。1纺织复合材料技术分析1.1纺织复合材料的应用优势织物复合材料具有较高的强度和较高的模量，尤其是在横向和厚度上，使得其在结构上的优越性更加突出，并且具有以下优点：耐冲击、韧性好、不易破裂、龟裂、剥落等。随着纺织工程行业的迅速发展，纺织行业面临着诸多问题和挑战。因此，纺织复合材料的应用范围很广。织物的复合物是可设计的。此外，纤维复合材料因其优异的特性，可被广泛应用于服装、汽车、飞机零件等各类纺织品的生产。在实际生产中，可将纤维束的数目过分增加或减少，以改变实际需要的载荷方向和曲率--也可根据实际需要编织出所需的组件，或一次加工出所需的装配。研制出一种新的材料，既可以改善制品的性能，又可以减少原材料的价格。例如，开孔机的结构设计和制造。把各种纺织品和金属材料结合起来。纷织复合材料因其良好的设计性能而被广泛应用于其它工业仪器和机械零件的改造。本论文的重点是对纺织复合材料的研究。使仪器的操作和检测过程更加顺畅，舒适。并可满足各种需要。该复合材料具有高效、快速、经济的特点。可以提高织物的外观和性能。品质优良。可以方便的进行各种形状和大小的加工。因为纤维复合材料不需要手工加工就可以实现头挑式的加工。此外，织物复合材料还具有很好的弹性和抗冲击性，因此可以抵御多种外力而不受损伤，并且具有优异的耐久性，如耐湿热。并且，产量和实际产量都要比实际的短，手工得到的纺织复合制品--因此，减少了制造工艺中的人力资源的损失，并且把它控制在更低的范围内。因此，对其性能的要求也越来越苛刻，因此，今后在产品的设计与生产中，应着重于如何改进其可靠性。纤维增强了产品的可靠性。这种材料可以很容易地将压电材料、光纤材料和其他敏感材料组合在一起，保证了复合材料的生产质量，同时还可以对复合材料进行有效的监测，从而大大延长了复合材料的寿命，同时也大大提高了复合材料的可靠性。1.2纺织复合材料发展概述在二十世纪二十年代，最早采用了织物构造，波音公司将其用于增强机翼，将织物结构改为碳或碳复合材料的鼻锥，这一技术早在50年代就由美国通用电器开发。另外，可以把材料做成形状各异的复杂结构，以满足不同的性能需求。20世纪70年代初，由于缠绕技术的影响，二维编织技术被引进了复合材料领域，目前国际上对纤维织物的研究也日益重视。由于材料学与计算机技术的快速发展，使其具有增强强度、降低密度等诸多作用，已逐渐成为制造复合材料的重要手段。可以说，二维编织技术是复合材料研制的基础，为今后生产复杂形状复合材料提供了一条新途径。纺织复合材料在航空航天等诸多行业中占有举足轻重的地位。20世纪八十年代，纺织与复合材料领域的合作，在相关人士的共同努力下，由2-D发展到3-D，并在此基础上不断地向高性能方向发展。目前，我国在航空、航天等方面应用最广泛的是碳纤维、玻璃纤维等三维编织结构。由于其三维编织结构复合材料是一种立体的结构，因此其在厚度方向上的强度和抗冲击损耗均有较大的改善，因此纺织行业的相关科研工作者也意识到了这一问题的重要性。近年来，随着纺织行业相关工作人员的持续研究，其吸收了纺织学科的多种生产技术，形成了机、织、织等多种纺织复合材料。复合材料是当今世界上最重要的一种材料，它是当今世界上最重要的一种。经过专家的调查，我们发现，在过去的40多年里，叠层复合材料被广泛地用于航空、军事、交通等相关领域。随着科学技术的发展，对产品的质量要求也在不断提高，这就给层板复合材料带来了新的挑战。20世纪，随着复合材料的出现，结构工程得到了快速的发展，但同时也导致了“层”在机械性能方面的一些缺陷，尤其是抗冲击性能、纵向结构强度偏低、分层和损伤扩展较快。随着科技的发展，对这种材料的需求也越来越大。目前，该公司已经在美国、德国、英国、俄罗斯、拉脱维亚、比利时、日本、中国、芬兰、韩国等国家展开了技术创新。其中，纺织复合材料是一种由纤维增强的热塑性材料与树脂基体相结合而形成的新型复合材料。因此，要想进一步发展纺织复合材料，就必须采用传统的复合材料制造方法，并将其应用于各行各业，因此，要提高产品的性能，就需要将其成熟的工艺、制造工艺、高效的纺织工艺等因素纳入到产品开发中，从而提高产品的开发效率。2纺织复合材料的应用范围2.1航空航天工业由于其具有较高的强度和较高的韧性，在航空航天领域得到了广泛的应用。在航空工业中，有两个重要的用途：首先，为适应航空技术发展的需要，飞机引擎大量采用先进的复合材料。无人机在无人机生产中的应用，主要是利用纺织复合材料进行生产。比如，在飞机的尾部采用石墨复合材料，可以让它飞的更高，更持久，更好地隐藏自己。另外，合理利用纤维复合材料也能达到一些技术上的难题，比如利用气动原理，对前弯型飞机进行超音速飞行。纺织复合材料在航空和太空产业中也有重要的作用。纺织复合材料被用于火箭，火箭和卫星的制造。在火箭上，主要采用碳纤维或者其它复合材料，这种材料大大减轻了铝合金结构的重量。采用复合材料可以使火箭更轻，更灵活。举例来说，采用高级复合材料的美国“MX”和俄罗斯“白杨M”。复合材料的应用还包括了运输设备的设计与生产。比如，在运输工具的引擎外壳上施加复合材料，可以降低运输工具的引擎的重量，改善引擎的性能。太空船还采用了复合材料。比如，在卫星铲斗中使用复合材料，可以大大减轻其自身的重量，并减少其发射费用。2.2汽车制造工业织物复合材料在汽车行业中也得到了广泛的应用，它能够改善汽车的稳定性，改善汽车的行驶性能，改善驾驶者的舒适性。在汽车行业中，碳纤维复合材料被广泛地使用。该产品不但具有较好的阻尼特性，而且还具有较高的硬度和韧性，符合选用汽车材料的要求。因此，将碳纤维复合材料用于汽车的生产，能够改善其使用的舒适度和性能。在车身材料的选用上，采用碳纤维复合材料可以减轻车辆的重量，降低车辆因重量而产生的惯性，从而缩短车辆刹车所需要的时间。比如，兰博基尼ElemVI在汽车的进气系统中加入了碳纤维复合材料，从而减轻了车辆的重量，使得刹车更快，更舒适。高硬度的碳纤维复合材料使汽车的重量增大。同时，由于其优异的抗压强度和延展性，可以作为汽车零件替代原来的金属零件。另外，纤维复合材料还可应用于汽车的仪表板、电子设备、散热器等零件的生产。2.3体育研发用品运动用品中的纤维复合材料制品主要分为三大类。第一类是可携带、高强度的碳纤维。将其用于竞赛自行车的生产，可以降低赛车的车身重量，提高车身的刚性，从而降低赛车在竞赛中发生的碰撞等事故。比如，改进了轮辐的数量，采用了碳纤维复合材料，把自行车的金属磨盘换成了复合材料。这辆自行车的刹车性能提高了。第二种是用于球棒和棒类的石墨复合材料。利用石墨复合物来制造球拍或棒状物体，可以降低其重量，避免因使用时过度抬举所引起的肌肉僵直等问题，同时也能降低拍子或棒子在移动时所带来的震动。第三种是用于运动服装的纳米材料。在运动服装中使用纳米材料，可以在基本的保温、透气、防水等功能的基础上，添加其它的实用功能。比如，与其它一般的衣服比较，纳米材质的衣服不易发霉，耐洗，抗病毒，抗菌，能给运动员在各个方面都提供很好的舒适感。2.4其他行业纺织复合材料作为一种新型的医用材料，因其具有优良的抗菌性，已被广泛地应用于各种医用设备，例如：金属有机支架、医用敷料、医用口罩、人造血管等。纺织复合材料还在基建领域扮演着举足轻重的角色。比如，将光纤传感器加入到土工布中，可以改变土壤的化学成分、湿度、压力等。检测、评估和有效预防水坝的岩体结构损坏，并及时进行维修；利用导电土工布和石墨复合材料进行堤防渗漏监测，能及时发现和解决渗漏问题，降低灾害。随着“一带一路”倡议的实施，纺织复合材料在沿线各国的发展与建设中起到了很大的推动作用。3纺织复合材料表面处理技术的发展3.1表面处理技术的发展研究发现，在硫化过程中，两组分在四种力的作用下形成了一个完整的体系：两组分之间的结合；纤维表面微孔隙中基质大分子的渗入、扩散、“钉扎”等力学作用；氢键与范德华力是吸附的主要因素；化学结合是通过化学基团与纤维表面化学基团发生化学反应而产生的。结果显示，在高分子与树脂之间的结合中，不同的表面特性会对复合材料的强度产生不同的影响。但是，大部分的合成高分子材料都是极性较差（其表面能一般低于0.1焦耳/米）、惰性和疏水性，不能满足以上的需求。为了改善与树脂胶粘剂的粘附力，目前已被广泛应用于复合增强基中。3.2等离子体技术等离子体对材料的表面有烧蚀、交联、活化、沉淀等多种作用。突出显示相应于不同的矩阵的机构。在等离子体中，活性粒子的能量一般与碳-碳或纯棉的其它碳结合能相近或大于，因此，他们能够在进入体系的固态表面上进行化学和物理反应。在采用活性氧等离子体时，能与高分子表面发生化学反应，并能在一定程度上增加氧原子，从而提高材料的表面张力和极性。甚至无活性的电浆气体都能明显地提高聚合物的表面接触角度和表面能量，并能在表面上进行交联和蚀刻。3.3物理方法利用超声波将高能超声波导入树脂体系，使树脂发生变化。在大的外压作用下，该体系内的微小气泡会以极快的速度坍塌，并且会在局部区域内产生高温和高压。同时，由于气泡崩塌所引起的能量增大，使分子间的相互作用受到一定程度的破坏，使体系的粘度下降。这增加了基体和加强材料的湿润度。采用超声技术，对芳族聚酰胺/环氧树脂复合材料进行了在线修饰，并对其进行了处理。除了以上几种，还有熔融法、辐射法、激光法等。4纺织复合材料的发展应用前景4.1纤维增强材料的发展假如最初的纤维是自然的，尼龙，PET和PP这类的人造纤维是第2代，那么现在的第3代纤维就具有高技术含量和高附加值。第四代光纤在今后的发展中将主要用于航空和无机陶瓷。当前，发展高模量、高强纤维的主要途径有三种：利用UHMWPE（UHMWPE）在胶体中进行旋转，并以较高的放大率进行拉伸；通过氧化、碳化、石墨化等方法，特种PAN纤维具有较高的模数和较高的强度；通过纺制、熔化等方法，将高分子高分子材料纺制成溶液或熔化，再经热处理，使分子热交迭，从而达到高强度纤维的力学性能。目前碳纤维的性能主要向两个方向发展:一是不断提高纤维的强度，如(T1000G)，另一是不断提高纤维的模量如(M65J)。此外，碳纤维除了向超高强度及超高模量发展外，还综合了上述两者的优点，制造出同时具有高强度和高模量的碳纤维。LCD纤维由LCD方向的LCD纤维和热LLF组成；最成功的液晶纤维就是凯夫拉尔纤维，采用干喷湿纺纱和热处理，用液晶高分子PPT制造。其纤维分子具有很高的取向性，无需再用拉力来改善其力学性质；热致液晶高分子材料不但力学、加工性能优良，而且易于循环再用。同时，加强纤维的就地成型，大大缩短了生产周期，提高了生产率。但是，如何提高纤维的成型和控制，提高纤维与基质的兼容性，还有待于更多的研究。目前，所用的高分子液晶有芳族聚酯和通常含有萘的聚丙烯酸酯。基体材料有聚碳酸酯（PC）、聚醚砜（PES）、传统工程塑料（例如尼龙、塞勒康、塞拉尼克斯）以及聚氯三氟乙烯（polymethylene）。4.2纺织预成型技术的发展纺织预成形工艺包括织造、针织、穿孔和缝制。根据预成形结构中纱线的整合度和厚度的增长情况，可以将预成形织物分成2种：2-D型和3-D型。更先进的预制件工艺。比如，角形封闭网和固定网是整体的，其厚度方向有很大的提高。这种预制品是立体的。目前，在复合材料中使用的三维织物预成型产品有正交织物、多层织物、针织织物、缝纫织物等。至今还没有一项技术能完全取代其他工艺。近二十年来，对正交织物及织物的研究越来越多，而多层织物、多轴织物、缝纫织物则相对缺乏。由于原料工作者对纤维的结构和工艺的理解越来越深，因此，多层纤维和多轴类织物因其特殊的成型方法、风格和特点而备受青睐。目前的预成形工艺主要有：短纤维向连续纤维方向发展；双向面料向横向多向面料发展；把平面织物发展成立体织物；由均匀的组织发展成不同密度的多层结构；将扁平织物发展成超细纤织物。4.3树脂基体技术的发展另外一种纤维复合材料是基体。主要是树脂基，金属基，陶瓷基，碳基。在复合材料中，基质起着传递载荷、平衡载荷、固定和支承纤维的作用。只有纤维与基质的有机结合，才能最大限度地发挥其综合作用和效能。所以，在组织结构设计时，必须对纤维与基质材料的选用进行深入的探讨，同时要充分考虑二者的相互影响。根据负荷和环境（温度，湿度，腐蚀和其它化学影响），产品结构和功能要求，预成型和固化过程，和价格的制约。目前，以热固性树脂为主。虽然热塑性材料比热固性材料具有更高的冲击强度，但是在高温、高粘度的情况下，其力学性能也有很大的提高。为解决热固性树脂层间韧性差的问题，通常要对其进行改性，目前常用的树脂改性方法有：将橡胶弹性体、热塑性树脂、液晶聚合物等分散相添加到树脂中；在环氧树脂网络中，采用热固性树脂进行连续渗透，以形成具有渗透性和半渗透性的网络结构。5总结我国纺织工业已经历了一个相当长的时期，在世界上已形成一定规模，竞争力强。但是又面临着成本控制，地区内部竞争激烈等问题。因此，强化我国纺织产品技术创新与应用研究，这对提高中国纺织行业经济运行水平，增强国际竞争力有着十分重要的作用。因此，在专业人才培养中、产品标准化、创新应用纺织复合材料，是推动纺织业良性发展的重点。就目前世界经济发展趋势而言，纺织工业对每个国家的发展都起着举足轻重的作用，纺织复合材料技术广泛应用于各领域，且收到较好效果。所以在现实发展过程中，应加大纺织复合材料技术研究力度，并采取了相应措施，为了提升纺织产品使用效率，最大限度地实现纺织工业社会价值，从而带动了全国经济，增强综合国力。近年来，纺织工业发展很快，相关部门研究人员及雇员对材料特性、生产设计流程越来越受到重视，合理地利用复合材料，可大大提高有关零部件的利用率，并且能够有效促进纺织生产，提高生产效率，以实现可持续发展。参考文献[1]大漠.建设纺织科学与工程一流学科突破纺织结构复材关键技术--走进先进纺织复合材料教育部重点实验室[J].航空制造技术,2021,64(8):2.[2]董红妹.纺织复合材料相关技术及其运用[J].化纤与纺织技术,2021,50(9):2.[3]赵渊博,任学勤,李文雅.纺织复合材料在汽车领域的应用[J].轻纺工业与技术,2021.[4]张晓静,曹志丹,张尤娟.一种滑动纺织品及其制得的复合材料和用途:,CN110747564A[P].2020.[5]林琛,成玲.缝合复合材料的研究进展及其在海洋领域的应用[J].纺织学报,2020(012):041.[6]刘朝军刘俊杰丁伊可马少锋张秀琴张建青.空气过滤用高容尘膨体聚四氟乙烯复合材料的制备及其性能[J].纺织学报,2021,42(5):31-37.[7]项赫姜亚明齐业雄林温妮王秀娟戚晓玲田慧.纺织复合材料预制体成型过程无损检测技术研究进展[J].复合材料学报,2021,038(004):1029-1042.[8]赵晓明,苏莹,刘元军.一种多层电磁吸波纺织复合材料及其制备方法:,CN112281508A[P].2021.[9]辛斌杰,许晋豪,杜宣萱,等.一种具有Janus结构的单向导湿纺织复合材料及其制备方法:,CN111634091A[P].2020.[10]刘思琦.聚丙烯纤维表面结构调控及其复合材料的性能研究[D].东华大学,2020.[11]孙佳英,李艳清,章斐燕,等.纺织结构复合材料铺层顺序设计与力学性能分析[J].2022(1).[12]何克明.纺织复合材料的应用优势与发展前景[J].化纤与纺织技术,2021(050-009).[13]朱坤福,祝蕾.医用隔离防护纺织复合材料的应用研究[J].化纤与纺织技术,2020,49(9):2.[14]代彦彦,张国利.现代纺织复合材料概述[J].纺织科技进展,2020(4):9.[15]刘志艳,匡宁,周海丽,等.中空夹芯复合材料的成型工艺及其在轨道交通领域的应用[J].纺织导报,2020(7):4.[16]Chen,Xiaogang.SpecialIssue:3DTextileCompositesandtheirApplications[J].APPLIEDCOMPOSITEMATERIALS,2018,25(4):707-708.[17]MisnonMI,IslamM,EpaarachchiJ,etal.Potentialityofutilisingnaturaltextilematerialsforengineeringcompositesapplications[J].Materials&Design,2014,59(1):359-368.[18]SaldanhaDJ,AbdaliZ,ModafferiD,etal.FabricationoffluorescentpH-responsiveprotein–textilecomposites[J].ScientificReports,2020,10(1).[19]YLara-López,GGarcía-Rosales,JJiménez-Becerril,etal.Synthesisandcharacterizationofcarbon-TiO_2-CeO_2compositesandtheirapplicationsinphenoldegradation[J].JournalofRareEarths,2017,06(v.35):34-41.[20]ElmahdyA,VerleysenP.Mechanicalbehaviorofbasaltandglasstextilecompositesathighstrainrates:Acomparison[J].PolymerTesting,2019,81:106224.[21]Xiaojie,She,Hui,etal.ControllablesynthesisofCeO2/g-C3N4compositesandtheirapplicationsintheenvironment.[J].DaltonTransactions,2015.[22]PangL,TetzK,ShenY,etal.Photosensitivequantumdotcompositesandtheirapplicationsinopticalstructures[J].Journalofvacuumscience&technology.B,Microelectronicsandnanometerstructures:processing,measurement,andphenomena:anofficialjournaloftheAmericanVacuumSociety,2005,23(6):2413-2418.[23]ZaiJ,QianX.ChemInformAbstract:ThreeDimensionalMetalOxides—GrapheneCompositesandTheirApplicationsinLithiumIonBatteries[J].RscAdvances,2014,5(15):1915–1918.[24]Hyuck-Jin,Kwon,Jae-Ryung,etal.FacilePreparationofAntibacterialPlastisol/AgCompositesBasedonSilverCarbamateandTheirProperties[J].Polymer(Korea),2017,41:860-866.[25]KarthikS,BaluKS,SuriyaprabhaR,etal.ScreeningtheUV-blockingandantimicrobialpropertiesofh