纺织复合材料技术的发展和应用
纺织复合材料的应用
纺织复合材料的应用
纺织复合材料是一种新型的有机无机材料,它由纤维形成的纺织物与有机或无机高分
子材料复合而成。
该材料具有比金属、塑料、橡胶等传统材料更高的强度、刚度、耐热性
和耐腐蚀性能。
纺织复合材料的应用范围十分广泛,下面将从交通运输、建筑领域和环保
方面谈谈其应用:
1、交通运输
在交通运输领域,如航空、汽车、船舶等,在许多制造中纺织复合材料被广泛应用。
在航空领域中,使用纺织复合材料可以大幅减轻航空器的重量,可以提高航空器的飞行效率,从而减少燃料消耗,降低二氧化碳的排放。
例如,波音737中使用的翼部分材料就是
复合纤维材料。
在汽车领域中,使用纺织复合材料可以减轻车身重量,提高汽车的油耗等
性能,同时可以降低汽车的排放量。
例如,宝马公司生产的i3电动汽车所用的碳纤维材料就是一种纺织复合材料。
2、建筑领域
在建筑领域,纺织复合材料的应用广泛涉及建筑结构加固、防水防腐、墙体材料等。
它不仅可以用于新建建筑,也可以用于老旧建筑的加固。
使用纺织复合材料进行建筑加固,可以减少传统加固方法的不足之处,例如,不需要进行建筑拆除,加固材料考验构件受力等。
同时,纺织复合材料具有优异的防水防腐性能,可以用于防水卷材、屋面防护等。
3、环保方面
纺织复合材料还可以用于环保方面。
例如,利用纺织复合材料可以制作油污处理材料,以吸附和分解水中的油污。
此外,它还可以制作垃圾桶、废物桶等用于垃圾分类的容器,
从而减少垃圾的污染。
总之,纺织复合材料在交通运输、建筑领域和环保方面的应用非常广泛,其优异的性
能和优势将会为未来的社会带来很多好处。
三维立体织物复合材料研究与进展
三维立体织物复合材料研究与进展随着科技的发展,复合材料在工业、民用和军事领域中被广泛应用。
三维立体织物复合材料是一种新型的增强材料,具有高强度、高刚度、高韧性、成型性好等优点,已经成为各种工业材料中不可或缺的一种。
本文将从三维立体织物的结构、制备及其应用方面综述其研究现状及进展。
1. 结构三维立体织物复合材料是由不同面密度的织物构成的。
由于三维立体织物的结构特殊,其性能比二维复合材料更优异。
三维立体织物的结构通常由一个或多个三维交织的体和两个被称为“二面”的两个表层。
其中,三维交织的体是由纵向纤维、横向纤维和Z 向纤维相互交织构成。
在制备过程中,纵向纤维通过贯穿织物的织机械设备撬开,经过钩针或喷织设备将横向纤维和Z 向纤维与其相互交织。
每个层次的纱线和织物的间隔尺寸都是可调节的,这使得三维立体织物的结构通过控制纵向、横向和Z 向的纱线结构来实现。
2. 制备三维立体织物复合材料制备技术是目前研究的热点之一,目前已经研制出许多相应的生产工艺,包括针织法、喷织法、无纺布法、编织法等。
( 1)针织法:是一种纱线由一台细针织机械编成的三维结构。
它采用针织设备排列的行和针织面来构造一个连续的、无缝的三维结构织物。
在织物的表面和内部织有不同的纱线密度或纺织结构。
( 2)喷织法:是一种通过喷织纤维来制造三维立体织物的方法。
将树脂/纤维复合材料从喷嘴或泵喷出,并通过喷嘴将复合材料沉积在三维织物上。
在制备过程中,纵向纤维通过喷嘴或滚轮决定,横向纤维和Z向纤维则通过喷射进行构造。
( 3)无纺布法:是一种制造无纺布的方法,其特点是不需要经过织造过程,可以快速制造出优质的三维立体织物。
目前,无纺布法主要采用热风交织、喷丝和湿法交织等方法来实现。
(4) 编织法:与纺织品的编法类似,纵向纤维被编织成为连续结构,然后横向纤维和Z 向纤维被插入编织的结构中,形成一个具有三维立体结构的织物。
3. 应用三维立体织物复合材料具有优异的力学性能及成型性等特点,因此广泛应用于航空航天、军事、汽车、建筑和医疗等领域。
复合材料技术的研究现状与发展趋势
复合材料技术的研究现状与发展趋势复合材料技术在过去几十年中有了较大的发展,创造了大量的应用场景,也极大地推动了相关行业的进步。
本文将从研究现状以及未来的发展趋势两个方面来探讨复合材料技术的发展。
一、研究现状1.复合材料的定义复合材料是指将两种或两种以上不同材料结合在一起所形成的材料,通过对其进行复合,可以有效提高其力学性能和其他性能指标。
2.制造复合材料的方法目前制造复合材料的方法有很多种,其中最常见的方法是:手工铺层法、机器成型、自动复合机材法、自动纺织机法等。
每种方法都有其特点和适用范围。
3.复合材料的应用复合材料的应用领域非常广泛,如航空航天、汽车、船舶、建筑、电子等领域。
例如,碳纤维复合材料被广泛应用于航空领域中,可以制作轻量化的飞行器部件,如机翼、尾翼、机身等。
4.复合材料的优缺点复合材料具有较高的强度、刚度和韧性,同时还具有重量轻、易成型、良好的耐腐蚀性等优点,因此得到了广泛的应用。
但是,相对于传统材料来说,复合材料的成本较高,并且其开发和制造过程中还存在一些技术难点。
二、发展趋势1.材料的多样化和复合材料的集成在未来的发展趋势中,复合材料材料的多样化和复合材料的集成将是其中的关键点。
由于不同的材料具有不同的特性,因此它们可以用于不同的应用领域。
例如,钛合金和钢可以用于制造大型飞行器,而纤维素和树脂可以用于制造家具和纸质制品。
2.制造过程的自动化和数字化制造过程的自动化和数字化也是未来发展的重要方向。
通过在制造过程中引入自动化和数字化技术,如3D打印技术,可以提高制造效率和质量,同时降低成本。
3.绿色复合材料的开发随着环保意识的不断提高,绿色复合材料的开发也将成为一个重要的方向。
目前已有一些绿色复合材料得到了广泛应用,如生物基复合材料和可降解的聚酯复合材料等。
这些材料既具有较高的性能,又能够快速降解,并对环境产生较小的污染。
4.应用领域的扩大未来,复合材料的应用领域也将不断扩大。
例如,目前一些复合材料已经被用于制造电池、太阳能电池板和医疗器械等领域。
2024年涤锦复合纤维市场发展现状
2024年涤锦复合纤维市场发展现状引言涤锦复合纤维作为一种合成纤维材料,具有优异的性能和广泛的应用领域。
本文将重点分析涤锦复合纤维市场的发展现状,探讨其市场规模、应用领域和发展趋势。
市场规模涤锦复合纤维市场在过去几年中呈现出稳步增长的趋势。
根据市场调研数据显示,截至2020年,全球涤锦复合纤维市场规模达到X亿美元,预计到2025年有望达到Y亿美元。
该市场的增长主要受益于涤锦复合纤维的广泛应用以及不断增长的需求。
应用领域涤锦复合纤维在多个领域有着广泛的应用。
其中,最主要的应用领域包括:纺织品行业涤锦复合纤维在纺织品行业中具有重要地位。
其优异的物理性能和处理能力使其成为纺织品制造业中首选的原料之一。
涤锦复合纤维广泛用于生产衣物、家庭纺织品、工业用纺织品等。
其耐磨损、抗皱和耐褪色等特性使得涤锦复合纤维制成的纺织品在市场上备受青睐。
汽车行业涤锦复合纤维在汽车行业中的应用也越来越广泛。
由于其高强度、低密度和较低的成本,涤锦复合纤维被用于汽车零部件制造,如车身件、座椅材料以及内饰件等。
随着环保意识的提高,涤锦复合纤维在汽车轻量化方面的应用有望进一步扩大。
医疗行业涤锦复合纤维在医疗行业中的应用也逐渐增多。
其具有较好的生物相容性和抗菌性能,使得涤锦复合纤维成为制作敷料、缝合线等医疗用品的理想材料。
另外,涤锦复合纤维还可以用于制作假肢、人工血管等医疗器械。
发展趋势涤锦复合纤维市场的发展趋势主要包括以下几方面:新技术的应用随着科技的进步,新的技术在涤锦复合纤维的生产过程中得到应用。
例如,纳米技术、复合材料技术等的发展为涤锦复合纤维的性能提升提供了新的机遇。
相信随着这些新技术的不断发展,涤锦复合纤维的市场前景将更加广阔。
环保意识的增强在当前全球环保意识不断提高的背景下,涤锦复合纤维市场对环保要求也越来越高。
减少能源消耗、优化生产工艺、提高回收利用率等措施将成为涤锦复合纤维企业发展的重要方向。
环保标准的提高将推动涤锦复合纤维市场向着更可持续的方向发展。
纺织复合材料研究报告
纺织复合材料研究报告随着现代工业的发展,纺织品已经不再只是传统的衣物和家纺,而是涵盖了更广泛的领域,包括建筑、交通、医疗和航空等。
纤维材料的机械性能和热性能已成为工程设计中的重要考虑因素。
为了满足市场需求,纺织品制造商正在不断寻求新的材料和技术。
本报告旨在介绍纺织复合材料的研究进展和应用前景。
二、纺织复合材料的定义和分类纺织复合材料是指由两种或两种以上的不同纤维或纤维和其他材料组成的一种新的材料。
根据纤维的类型和结构,纺织复合材料可以分为以下几类:1.纤维增强复合材料:由纤维和基体组成,纤维起到增强作用,基体起到支撑和保护作用。
2.混合纤维复合材料:由两种或两种以上的不同纤维组成,具有更好的机械性能和热性能。
3.纤维/纤维复合材料:由两种或两种以上的纤维相互交错组成,具有更好的强度和韧性。
4.多层纤维复合材料:由多层纤维和基体交替组成,具有更好的强度和刚度。
三、纺织复合材料的研究进展1.纤维增强复合材料的研究纤维增强复合材料由于其轻质、高强、高模量和耐热性能等优点,已经广泛应用于航空、航天和汽车工业等领域。
目前正在开展的研究工作包括:(1)纤维增强复合材料的制备和成型技术(2)纤维增强复合材料的表面处理和改性(3)纤维增强复合材料的力学性能和耐热性能的研究2.混合纤维复合材料的研究混合纤维复合材料由于其具有更好的机械性能和热性能,正在逐步替代传统的单一纤维复合材料。
目前正在开展的研究工作包括:(1)混合纤维复合材料的制备和成型技术(2)混合纤维复合材料的表面处理和改性(3)混合纤维复合材料的力学性能和耐热性能的研究3.纤维/纤维复合材料的研究纤维/纤维复合材料以其更好的强度和韧性,正在逐渐替代传统的单一纤维复合材料。
目前正在开展的研究工作包括:(1)纤维/纤维复合材料的制备和成型技术(2)纤维/纤维复合材料的表面处理和改性(3)纤维/纤维复合材料的力学性能和耐热性能的研究四、纺织复合材料的应用前景纺织复合材料具有轻质、高强、高模量、耐热性等优点,已经广泛应用于航空、航天、汽车、建筑、医疗和体育器材等领域。
纺织复合材料在航空航天工业上的应用
纺织复合材料在航空航天⼯业上的应⽤在现代材料科学与技术的发展历程中,航空航天⽤材料⼀直扮演着先导性的⾓⾊,材料的进步不仅推动飞⾏器本⾝的发展,也带动了地⾯交通⼯具的进步,⽽发动机材料的发展则推动着动⼒产业的推陈出新。
可以说,航空航天材料反映了结构材料发展的前沿,代表着⼀个国家结构材料的最⾼⽔平。
复合材料是由两种或两种以上的材料按要求组合成的⼀种具有成份中任何单⼀材料所不具备的特性的新材料。
先进复合材料(AdvancedComposite Materials)是指可⽤于主承⼒结构或次承⼒结构。
刚度和强度性能相当于或超过铝合⾦的复合材料。
航空航天⼯业对复合材料的发展提供了最初的驱动⼒,先进复合材料在航空、航天中的位置已经获得认可。
尤其是对于军⽤飞机,先进复合材料⽤量的多少在很⼤程度上决定了该机的先进性。
先进复合材料按照基体可分为:树脂基复合材料(Resin Matrix Composites,简称RMC):⾦属基复合材料(Metal Matrix Composites,简称MMC):陶瓷基复合材料(Ceramic Matrix Composites,简称CMC)。
⽽按照复合材料中增强体的形态,先进复合材料可分为:颗粒增强复合材料(Particulate Reinforced Materials);纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Materials);纺织结构复合材料(Textile Structural Composites,简称TSC)等。
其中,纺织结构复合材料将纺织技术和现代复合材料成形技术相结合,有效地克服传统单向和层合复合材料的⾯内⼒学性能不均匀、损伤容限低等缺点。
纺织复合材料(Textile Composites)的概念从应⽤上来讲应是由机织、针织、编织、缝纫等纺织技术制造增强材料预成形体,再经树脂传递模塑(RTM)等复合材料液体成形⼯艺制造的⼀类复合材料,⽽纤维增强复合材料是传统的复合材料,通常不在纺织复合材料讨论的范围内。
纺织复合材料在化工领域中的应用浅析
纺织结构 复合材料 的思想 必然被人们接受 用来 种种预成型构造是经过现代纺织技 术织造成形 将成 型后的纤 维束网络 骨架充填以基 体材 消除复合材料的 “ 。 层” 在常规复合材 料成熟的 的。 经固化制成纺织结构复合材料。 设计分析方法 、 织造 工艺以及高 效的纺 织织造 料, 技 术的前提下, 现代纺织结构复合材料以惊人的 纺 织结 构复合材料 的另一个组 分就 是基体 主要有树 脂基 、 金属基、陶瓷基和 碳碳基 速度蓬勃发展, 已波及美国、 国、 国、 法 英 德国、 材 料。 类基 体材料。 在复合材 料 中, 俸起着 传递载 基 俄罗斯、 脱维 亚、 拉 芬兰、 中国、 本、 比币 日 南 4 均衡 载荷和固箝支持纤维的作用。 只有纤维 朝鲜等国。 其重要原因之一, 就是纺织构造的优 荷、 越的力学性能, 别是不同的织造技术所形成 的 和基体 两者 有机地 匹配协调 , 特 才能 充分发挥 整 即通常估算力学性能的混 纤维 束的微观构 型, 应十分广泛的载 荷环境 体作用和各自的性 能, 适 合律方可成立 。 值得指出, 混合律还只是 一个工 作用下的工程结构的要求。 程处理模式. 勿从混合律 各组分所占的比例来 切 材 料、 能源和 食品既是人类赖 以生存的三 =. 纺织结构复合材料应用 1 . 按当代历史观点, 纺织结构复合材料的出 判定各个组 分所起 的作用。这是因为纺织 结构 大要素, 又是人类与自 然界作斗争所追求的三大 而 复合材 料的工艺性 、 力学性能中的压缩、 弯曲、 剪 目标, 由它们组成的某个时代的物质世界就是人 现是 近世纪 材料科学 发展的 重大进步之一。 扭转强度、 环境的温 度、 对 介质相容性 以及 类 历史演进的标 志。 纺织结 构复合材 料是 纺织 按纺织结构复合材料的定义, 可以追溯 到中国古 切、 传热 等物 理或 化学性能主要取 决于基 j 唪 这 技 术和现代复合材料技术结合的产物, 它与通常 代用编成排的秫 桔混 合粘土做成的墙 体, 是 导 电、 材料。 研究表 明, 两组分 固化后组分之 间受4 种 的纤维复合材料具有较大的区别。 纤维复合材料 纺织结构复合材料在 建筑领域 的最早应 用。 其一, 两组分本身 2用铜丝编织成的陶瓷基容器。 . 可以考证 , 力的相互作用而固结成整体 : 是通过把纤维 束按 一定 的角度和一定 的顺序进 其二, 在纤 维表面的微孔隙被基体大 行 铺层或缠绕而制 成的, 基体 材料和纤 维材料 早在 中国明朝( 6 年~14 年) 1 8 3 6 4 就可精 制此类景 的内聚力; 钉牢” 所产生的机械作用力; 其 干铺层或缠绕时 同时组合, 形成 层状结 构, 因此 泰蓝。 由此可知 , 人类很早就熟 知纺织结构 复合 分子渗透扩散而 “ 包括氢键和范德华力在内的吸附力t 其四, 基 材料 的优点 : 织造的纤维网络具有优越 的整体增 三, 也称 层合( 复合材料。 压) 强作用。 因而纺织结构复合材料的出现和发展是 体的化学基 团与纤维 表面化学基团起化学反应 纺织 复合材料的发展 所形成的 化学键的 作用力。 这是组 分选择 和工 在2 年代 , 0 波音公司就 已经使用纺 织结构 个悠久的历史过程。 来增强飞机的机翼。 0 5 年代, 美国通用 电器公司 3 在航 空航 天领域 , . 高温、 蚀 和高速 冲 艺方法选择的第二个应考虑的因素。 烧 基体的类型繁多, 在选择基体材料N , 必 - 还 也选择 纺织结 构作为碳/ 碳复合材料鼻锥的 增 刷的 导弹 头 锥 、火 箭发 动机 的喉 衬采 用三 维 例如环氧类、 聚酯类和酚 醛 强形式。 0 代初 , 7年 在缠绕 工艺的影 响下, 二维 整体编 织结构复合材料。 发动机 裙和导 弹弹体 须考虑固化收缩率 。 %~ %、 %- % % 编织 工艺被引入 复合材 料领域 。 随着 复合材料 ( 火箭箭体) 或 以及飞机 机身则采用 二维编 织或 类树脂的收缩率分别在 1 2 4 6 和8 ~ 0 范围内。 收缩率越大意味 着固化后产生 的缩 的发展, 二维编织工艺也得到了迅速的发展, 并 机 织结 构 复合材 料 。 目前对 空 间飞行 器, 别 1% 特 结果会 降低纺织结 构复合 为制造复杂形状复合材料开辟了 一条成功之路。 是对那 些长时 间在 轨道运 行的空间站 、 空间实 孔和微 裂纹 就越 多, 近年来, 材料科学研究致 力于 8年代, O 通过纺织界与复合材 料界 的合作 , 编织 验室和 重复使用的太空 运输系统 , 正在进 行一 材料的力学性能 。 这 通常的做法是 在热固性树 技 术 由二维 发展到三维 , 从而为 制造高性能 复 类 智 能型 纺 织结 构 复合材 料 的研 究 。 类结 减小基 体的收缩 率。 这样既改善聚收状态又 合材料提 供了新 的途径 。 三维 编织结 构复合材 构 是将 诸如 光纤 ( 传感 ) 压电( 动) 元件 埋 脂中填入热塑性 大分子, 、 驱 等 以监 控制造过 程中的质量和运 行 提高结构材 料的韧性 。 料 由于其增强体为三维整体结构, 大大提高了其 入材 料 内部 , 总之 , 在纺织结构复合材料设计中, 首先 就 厚度方 向的 强度 和抗冲 击损伤的性 能 , 因而倍 中结构 的健康 状况或控 制结 构的动 力学行 为; 选择的依据是 基于: 受重视并 获得迅 速发展 。 创造不补充加 油而连 4 在 交 通运 输 领 域 , 自行车 到 汽车 、 是选 择纤 维和基体的材料。 . 从 温度、 湿度、 腐蚀和其 续环球飞行 一周记录的 “ 航行者” 飞机与美国比 舰 艇 、高速 火 车 和 军 用 战 车 , 可 以 找 出 产品所经受的载荷和环境( 都 ; 采 部 奇公司的 “ 星舟” 号公务机 , l 都采用了一些编织 用 纺 织 结 构 复 合材 料 制 成 的 零 、 件 和 主 它化学作用等)产品结构特点及其功能要求 , 成本限制等因素。 体 只 结构件。 英国道蒂公司的复合材料螺旋浆, 其浆 J 构 架 的 例 子 , 是 不 同 部 件 采 用 不 同 类 用的预成 型和固化技术, 叶为编织结构 , 获得19年英 国女王技术成果大 型 的 纺 织 结 构 而 已 。如 形 状 复 杂 的 螺 旋 91 奖。 美国航空航天局( A大力开展三维编织 桨 、曲 轴 就 采 用 整 体 编 织 结 构 复 合 材 料 ; NAs ) 结构复合材料研究 工作。 计划中包括开发编织技 5在建 筑领 域, . 可分为两类 : 一类是刚性 复 如梁 、 、 柱 骨架等; 一类则是柔性复 术和自动化加 工. 开发热 塑性树脂等重要内容。 合材料构件 , 由此可见, 现代纺织结构复合材料 是在常规 合材料构件, 如体育馆 、 停车 场和车站的屋顶、
纺织复合材料的应用和发展
三维纺织复合材料在许多结构上都已成功地取代二维复 降 ,该种材料在汽 车工业中也将具有广 阔的应用前景。
了优 先 的安排 。
织 和 实体 编织 完全 是 整体 化 的结 构 ,并 且在 厚 度 方 向具
有相 当大程度的增强。这些预成型件属于三维织物 。目
2 纤维增 强材料 的发展
如 果 说 第 一代 纤 维 为 天 然纤 维 ,而 N ln E 、 yo 、P T
前属于.复合材料领域的三维纺织预成型件主要有 :正 交 织物 、多层机 织物 、多层针 织物 、编织物 和缝 合织
厚 的织物 。
使 用三 维 整体 纺 织 预 制件 作 为增 强相 ,克 服 了 以往 各种
结构复合材料层问强度低的致命缺点,具有优异的整体
受 力性 能 ,可 用 以制造 各 种结 构 的 主要 承 载 构件 。 利 用
高强度纤维( 例如碳纤维) 制成 的三维 纺织复合材料具有
比强 度 高 ,比模 量 大 ,扰疲 劳性 能好 , 以及 良好 的 形态 可设 计 性 等优 点 。 用 它们 代 替钢 制 件 时 ,在 满足 同样 的 强 度和 刚度 的前提 下 ,减轻 重 量7 %左 右 。三 维纺 织 复 0 合材 料 还 具有 损 伤 后 易修 理 ,工 艺上 便 于 整体 成 型 和 一 次成 型 的优 点 ,可 减少 零 件 和模 具 的 数量 。 目前 ,采 用
三维编织复合材料可以制作飞行器 、汽车等上的多种不
新型材料在纺织行业中的应用研究
新型材料在纺织行业中的应用研究纺织行业一直是一个朝阳行业。
它不仅仅是一个艺术领域,更是一个创新领域。
在现代社会,随着科学技术的不断进步和发展,新型材料在纺织行业中也被广泛应用,为纺织品提供了更广阔的前景。
一、新型材料在纺织行业的应用现状及发展新型材料是指在原有材料基础上,通过改变其结构、组成及性质等方面进行优化和改进,从而具有更广泛的应用和更先进的性能。
现代纺织业已经广泛采用各种新型材料对纺织品进行定向设计和创新,拓展纺织品的功能应用范围。
如有机高分子材料、金属材料、陶瓷材料、高分子复合材料等。
1. 有机高分子材料有机高分子材料在纺织品中应用广泛,其中最为常见的是聚酯类物质,如聚乙烯酯。
聚乙烯酯具有一定的耐磨性、防水性、防紫外线等性能,可用于生产运动服、帆布包等。
2. 金属材料金属材料在纺织领域中主要应用在金属丝织物、金属片、金属纤维、金属水平线等。
而合金、金属纤维等在高档服装中则被广泛应用。
3. 陶瓷材料陶瓷材料在纺织品中加工有粉末复合纤维和各种纤维布。
其中粉末复合纤维有特殊的防护性和耐火性能。
它可应用于特殊工作场合和特殊制品,如航空器或军事用品。
4. 高分子复合材料高分子复合材料是由全世界各种高分子材料组成,它具有优异的性能,如抗氧化、高强度、耐热、导电性、光学性能。
在纺织业中应用领域主要有高分子薄膜和高分子纤维材料等。
如聚酯、聚酰胺、涤纶、氨纶、尼龙、氟塑料、亚麻纤维等材料。
二、新型材料在纺织行业中的应用优势新型材料在纺织行业中的应用优势主要体现在以下几个方面:1. 提高纺织品的质量新型材料的应用能够有效提高纺织品的性能和质量,增加纺织品的美观性、舒适性。
通过这种材料的使用,可使纺织品更加具有保温性和透气性,同时也能去除织物表面的一些污渍和污染物。
2. 拓展纺织品的应用领域新型材料的应用可以为纺织品的应用领域带来新的机遇,如灵活传动机构、电子传感器、智能灯具、智能家居硬件等,也增加了纺织器材外延技术的应用领域和品质。
最新-浅议纺织复合材料的技术及应用分析 精品
浅议纺织复合材料的技术及应用分析篇一:纺织复合材料技术的发展和应用纺织复合材料论文(题目:纺织复合材料技术的发展和应用姓名:学院:轻工与纺织学院班级:纺织工程08-2班学号:二〇一零年零六月摘要纺织复合材料涉及日常生活方方面面,研究其发展和应用有极其重要的社会价值和现实意义。
本文是纺织复合材料从十九世纪开始发展历经二百余年的发展过程的缩影包括19世纪的纤维素化学和碳纤维20世纪的煤炭化学、玻璃纤维和复合材料、合成纤维和复合材料、太空时代的先进复合材料;纺织复合材料的应用领域包括、航天航空领域飞行器的重量、降落伞、个体防护装备、弹射座椅、等其它航空装备中复合材料的应用,船舶工业,汽车工业,军事工业和其他行业。
关键词:纺织复合材料、发展、应用、玻璃纤维、航空、军事、船舶,,、、、、、目录引言4第一章纺织复合材料的发展51119世纪的纤维素化学和碳纤维51220世纪的煤碳化学和复合材料5121玻璃纤维和复合材料6122合成纤维和复合材料6123太空时代和先进复合材料613纤维和复合材料的现状7第二章纺织复合材料的应用921航天航空领域9211飞行器的重量10212降落伞11???213个体防护装备12214弹射座椅12215其它航空装备1222船舶工业13?23汽车工业1324军事工业1425其他行业14引言纺织复合材料的自十九世纪开始发展,现在它已涉及人类生活的方方面面,研究其发展历程和在发展过程中出现的问题以及取得的应用成果对我们促进社会发展、改善生活、保护环境有重要意义。
篇二:浅议新材料技术在纺织面料中的发展和应用浅议新材料技术在纺织面料中的发展和应用【摘要】加入后,国内纺织工业受到了严重的冲击,一是由于传统产品品种缺乏新面貌和新功能,逐渐淡出国际市场;二是因为国内传统纺织设备效率低下,适应性较弱,产生高成本,这样的设备无法适应现代社会发展。
虽然从纺织业的用工成本来看,我国在国际市场上仍然占有一定优势,但是产品在材料技术的制约下,失去了竞争优势。
高性能复合材料在纺织中的应用
高性能复合材料在纺织中的应用纺织行业作为人类生活中不可或缺的一部分,一直在不断地创新和发展。
近年来,高性能复合材料的出现为纺织领域带来了新的机遇和挑战。
高性能复合材料具有优异的性能,如高强度、高模量、耐高温、耐腐蚀等,这些特性使得它们在纺织中的应用日益广泛,为纺织产品赋予了更多的功能和更高的品质。
一、高性能复合材料的种类及特点(一)碳纤维复合材料碳纤维具有极高的强度和模量,同时重量轻。
在纺织中,碳纤维复合材料常用于制造高性能的运动服装、防护装备等。
其良好的导电性还使其在防静电和电磁屏蔽方面具有应用潜力。
(二)芳纶复合材料芳纶具有出色的耐高温和阻燃性能,强度也较高。
在纺织领域,常用于制作防火服、高温作业服以及防弹衣等,能够为使用者提供有效的保护。
(三)玻璃纤维复合材料玻璃纤维价格相对较低,强度较好。
在纺织中,可用于增强一些普通织物的性能,如增强帐篷布、输送带等的强度和耐用性。
(四)陶瓷纤维复合材料陶瓷纤维具有极高的耐高温性能,在高温过滤、防火隔热等领域的纺织应用中表现出色。
二、高性能复合材料在纺织中的具体应用(一)功能性服装1、运动服装高性能复合材料能够提高运动服装的弹性、透气性和耐磨性。
例如,在运动内衣和紧身裤中加入弹性较好的复合材料,能够提供更好的支撑和舒适度,减少运动过程中的摩擦和疲劳。
2、防护服装在一些危险工作环境中,如消防、化工等,防护服装至关重要。
高性能复合材料制成的防护服能够有效地抵御高温、火焰、化学物质等的侵害,保障工作人员的生命安全。
(二)家用纺织品1、窗帘和遮阳布具有耐高温、耐紫外线的复合材料制成的窗帘和遮阳布,能够更好地阻挡阳光,延长使用寿命。
2、床上用品加入高性能复合材料的床垫、枕头等床上用品,可以提高其支撑性和透气性,改善睡眠质量。
(三)工业用纺织品1、过滤材料在工业过滤领域,高性能复合材料制成的过滤布能够有效地过滤微小颗粒和有害物质,提高过滤效率和使用寿命。
2、输送带用于输送带的制造,能够增加输送带的强度和耐磨性,减少维修和更换的频率,提高生产效率。
纺织复合材料
纺织复合材料纺织复合材料是一种由两种或两种以上的纤维材料组合而成的新型材料,它具有轻质、高强度、耐磨、抗冲击等优点,因此在航空航天、汽车、建筑等领域得到了广泛的应用。
本文将从纺织复合材料的定义、组成、特点以及应用领域等方面进行介绍。
首先,纺织复合材料是由两种或两种以上的纤维材料通过交织、编织、层叠等方式组合而成的新型材料。
这些纤维材料可以是玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等,它们的组合形式多种多样,可以根据具体的使用要求进行调整,因此纺织复合材料具有很高的灵活性。
其次,纺织复合材料的组成主要包括纤维材料、基体材料和界面剂等。
纤维材料是纺织复合材料的主要组成部分,它决定了材料的强度和刚度;基体材料起着固定纤维的作用,可以是树脂、金属等材料;界面剂则用于增强纤维和基体之间的粘结力,提高材料的整体性能。
纺织复合材料具有轻质、高强度、耐磨、抗冲击等特点。
由于其组成中包含了纤维材料,因此整体重量较轻;同时,纤维材料的高强度使得纺织复合材料具有很高的承载能力;此外,基体材料的选择也可以使得纺织复合材料具有很好的耐磨性和抗冲击性能。
纺织复合材料在航空航天、汽车、建筑等领域得到了广泛的应用。
在航空航天领域,纺织复合材料可以用于制造飞机机身、发动机外壳等部件,以减轻整机重量,提高飞行性能;在汽车领域,纺织复合材料可以用于制造车身、座椅等部件,以提高车辆的安全性和燃油经济性;在建筑领域,纺织复合材料可以用于制造建筑结构、装饰材料等,以提高建筑物的抗风、抗震性能。
总之,纺织复合材料具有很高的应用价值,随着科技的不断发展,其应用领域将会越来越广泛。
希望本文的介绍能够帮助大家更好地了解纺织复合材料,为其在各个领域的应用提供参考和指导。
纺织复合材料的应用优势与发展前景
纺织复合材料的应用优势与发展前景摘要:随着时代的进步,国家的发展越来越好,各行各业在当前的发展进程中都发生了重大转变。
纺织业作为社会结构的重要组成部分,承担着拉动全球经济发展、提高人民平均生活质量的重任。
因此,纺织企业也必须根据实际情况进行纺织转型。
与传统纺织品相比,纺织复合材料应用范围更广,功能更强,因此在现阶段得到广泛应用。
纺织复合材料技术在国家发展中发挥了重要作用。
近年来,各国政府有关部门对纺织行业的重视程度越来越高,加大了资金投入和政策扶持力度。
通过相关研发人员的不断努力,现阶段纺织复合材料相关技术越来越先进,应用效率越来越高。
关键词:纺织复合材料;应用;发展前景引言纺织结构复合材料,是一种以纺织结构作为增强体的复合材料,其存在的意义即为,在现实过程中我们往往需要根据实际情况选择一些可以承受,高速冲击拉伸,冲击压缩到作用的纺织材料。
因为纺织材料的结构和复合材料的优点,使其具有一定的冲击力,分层能力以及高损伤容限性能。
通过对复合材料冲击性能的预测和优化,选择性的加强纺织结构复合材料的设计。
1纺织复合材料的应用优势纺织复合材料具有显着的应用优势,主要体现在以下几个方面。
(1)纺织复合材料具有高强度、高模量的特点,特别是在材料的横向和厚度上,使纺织复合材料的结构优势更加明显,具有以下优点:抗损伤极限更高,比较耐冲击性、韧性、不易断裂、开裂、分层等。
因此,纺织复合材料被用于各个领域。
(2)纺织复合材料的设计性良好。
在实际生产中可通过对纤维束数的增加或减少来改变实际需要加载的方向和曲度,也可以根据实际需求来编织所需要的元件或一次性完成所需组合部件,例如开孔结构的设计制造。
由于纺织复合材料的设计性良好,因此常被应用于其他行业的仪器设备的零部件改进方面,使得仪器设备在使用及操作的过程中更加顺利,舒适度得到提升。
(3)纺织复合材料具有效率高、生产周期短、经济性好的特点。
由于纺织复合材料无须人工处理,能实现自动化生产,并且产出与实际所需产品的形状几乎完全接近的产品,因此减少了生产过程中的人力损耗,使得纺织复合材料的成本损耗控制在一个较低的范围。
复合材料在纺织工程中的应用
复合材料在纺织工程中的应用纺织工程作为一门涉及纤维、纱线、织物及其加工工艺的学科,一直以来都在不断地探索和创新。
随着材料科学的飞速发展,复合材料在纺织领域的应用日益广泛,为纺织行业带来了新的机遇和挑战。
复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料通过物理或化学的方法组合而成的一种多相材料。
在纺织工程中,常见的复合材料包括纤维增强复合材料、聚合物基复合材料、陶瓷基复合材料等。
这些复合材料具有优异的性能,如高强度、高模量、耐磨损、耐腐蚀、耐高温等,能够满足纺织工程中对材料性能的多样化需求。
纤维增强复合材料在纺织工程中的应用最为广泛。
其中,碳纤维、玻璃纤维和芳纶纤维等高性能纤维作为增强体,与聚合物基体如聚酯、尼龙等复合,制成的复合材料具有高强度和高模量的特点。
在纺织机械领域,这些复合材料被用于制造高速纺纱机的关键部件,如锭子、罗拉等,能够提高机械的运转速度和稳定性,降低能耗和维修成本。
在织物方面,纤维增强复合材料可以用于制造高性能的防护织物,如防弹衣、防刺服等。
这些防护织物具有优异的抗冲击性能和防护能力,能够有效地保护人体免受伤害。
聚合物基复合材料在纺织工程中也有着重要的应用。
例如,聚酰亚胺、聚苯硫醚等高性能聚合物与纤维复合,可以制成具有耐高温、耐腐蚀性能的织物。
这些织物在高温过滤、化学防护等领域有着广泛的应用。
此外,聚合物基复合材料还可以用于制造功能性纺织品,如智能纺织品、抗菌纺织品等。
智能纺织品通过在复合材料中嵌入传感器、导电纤维等元件,能够实现对人体生理参数的监测和环境的感知。
抗菌纺织品则通过在复合材料中添加抗菌剂,能够有效地抑制细菌和真菌的生长,保持纺织品的清洁和卫生。
陶瓷基复合材料在纺织工程中的应用相对较少,但具有巨大的潜力。
陶瓷纤维如氧化铝纤维、碳化硅纤维等与陶瓷基体复合,可以制成具有耐高温、耐磨性能的织物。
这些织物在高温窑炉、航空航天等领域有着重要的应用前景。
复合材料在纺织工程中的应用不仅提高了纺织品的性能和质量,还为纺织行业的可持续发展提供了新的途径。
纺织复合材料在汽车行业的应用
纺织复合材料在汽车行业的应用是一个重要的研究领域,它涉及到新型材料的研发、生产、测试和应用。
纺织复合材料以其独特的性能和优异的性能表现,在汽车行业的应用越来越广泛。
首先,纺织复合材料具有优异的力学性能和轻量化特点。
与传统的金属和塑料材料相比,纺织复合材料具有更高的强度和刚度,同时重量更轻,这使得汽车在行驶过程中能够更加省油,减少能源消耗。
此外,纺织复合材料的这些特点也使得汽车在高速行驶时更加稳定,提高了驾驶的安全性。
其次,纺织复合材料具有多样化的成型工艺和设计灵活性。
由于纺织复合材料是由纤维编织而成的,因此可以根据不同的设计需求进行灵活的加工和成型。
这使得汽车制造商可以根据不同的车型和设计需求,选择合适的纺织复合材料进行应用。
此外,纺织复合材料的多样化成型工艺也使得汽车制造商能够更好地满足消费者的个性化需求。
再者,纺织复合材料在汽车行业的应用有助于环保和可持续发展。
传统的金属和塑料材料在生产过程中会产生大量的废料和污染,而纺织复合材料则具有可回收和再利用的特点,这有助于减少对环境的污染,实现可持续发展。
此外,纺织复合材料的生产过程也相对环保,这有助于降低生产成本,提高经济效益。
最后,新型纺织复合材料的发展和广泛应用还需要政府、企业和社会各方面的共同努力和支持。
政府需要制定相关的政策和法规,为企业的发展提供良好的环境和保障;企业需要加强技术研发和创新,不断提高产品的质量和性能;社会也需要加强宣传和教育,提高公众对纺织复合材料的认识和理解。
总之,纺织复合材料在汽车行业的应用是一个具有广阔前景和发展潜力的领域。
未来,随着技术的不断发展和应用场景的不断扩大,纺织复合材料在汽车行业的应用将会越来越广泛。
三维纺织复合材料的结构特点和应用
三维纺织复合材料的结构特点和应用近年来,随着科技的不断进步,纺织材料的应用领域也在不断扩大。
其中,三维纺织复合材料作为一种新型材料,具有独特的结构特点和广泛的应用前景。
本文将从结构特点和应用两个方面来探讨三维纺织复合材料的发展。
首先,我们来了解一下三维纺织复合材料的结构特点。
三维纺织复合材料是由三维纺织物和树脂基体组成的复合材料。
相比于传统的二维纺织复合材料,三维纺织复合材料具有更高的强度和刚度。
这是因为三维纺织物的结构可以提供更多的纤维交叉点,增加了材料的连接性和强度。
同时,三维纺织复合材料还具有较好的吸能性能和耐磨性能,能够有效地吸收冲击能量和抵抗磨损。
三维纺织复合材料的应用领域非常广泛。
首先,它在航空航天领域有着重要的应用。
由于其高强度和轻质化的特点,三维纺织复合材料可以用于制造飞机、导弹等航空器的结构件,提高飞行器的性能和安全性。
其次,在汽车制造领域,三维纺织复合材料也有着广泛的应用。
它可以用于汽车车身的制造,提高汽车的强度和刚度,同时减轻车身重量,提高燃油经济性。
此外,三维纺织复合材料还可以用于体育器材、建筑材料、防护装备等领域,为各个行业带来了新的发展机遇。
除了以上应用领域,三维纺织复合材料还有一些特殊的应用。
例如,在医疗领域,三维纺织复合材料可以用于制造人工骨骼和关节等医疗器械,帮助患者恢复健康。
此外,三维纺织复合材料还可以用于环境保护领域,例如制造过滤材料,用于水处理和空气净化等方面。
然而,尽管三维纺织复合材料具有广泛的应用前景,但其制造过程仍然存在一些挑战。
首先,三维纺织复合材料的制造工艺相对复杂,需要高度的技术和设备支持。
其次,三维纺织复合材料的成本较高,限制了其在一些领域的应用。
因此,未来需要进一步研究和发展新的制造技术,降低成本,提高生产效率。
综上所述,三维纺织复合材料作为一种新型材料,具有独特的结构特点和广泛的应用前景。
它在航空航天、汽车制造、医疗、环境保护等领域都有着重要的应用。
纺织新材料的应用及发展趋势
纺织新材料的应用及发展趋势随着科技的不断进步,纺织新材料的应用范围也在不断扩大。
纺织新材料是指在纺织品制造过程中使用的新型材料,包括纤维、纱线、织物、非织造布、复合材料等。
这些新材料具有轻、薄、柔、强、耐磨、耐腐蚀等特点,广泛应用于服装、家居、医疗、建筑、交通等领域。
在服装领域,纺织新材料的应用越来越广泛。
例如,采用纳米技术制造的纤维可以使服装具有防水、防污、防紫外线等功能;采用智能纤维可以使服装具有温度调节、呼吸透气等功能;采用环保纤维可以使服装具有抗菌、抗氧化等功能。
此外,纺织新材料还可以用于制造运动服、防护服、医疗服等特殊用途的服装。
在家居领域,纺织新材料的应用也非常广泛。
例如,采用高分子材料制造的纺织品可以使床上用品、窗帘等具有防火、防水、防污等功能;采用天然纤维制造的纺织品可以使家居环境更加健康、舒适。
此外,纺织新材料还可以用于制造地毯、墙纸、家具等家居用品。
在医疗领域,纺织新材料的应用也非常重要。
例如,采用生物材料制造的纺织品可以用于制造人工血管、人工皮肤等医疗器械;采用抗菌纤维制造的纺织品可以用于制造医用口罩、手术衣等医疗用品。
此外,纺织新材料还可以用于制造康复器械、假肢等医疗器械。
在建筑领域,纺织新材料的应用也非常广泛。
例如,采用玻璃纤维、碳纤维等材料制造的纺织品可以用于制造建筑结构、隔热材料等建筑用品;采用环保纤维制造的纺织品可以用于制造室内装饰材料、地毯等建筑用品。
此外,纺织新材料还可以用于制造交通工具、航空航天器等领域。
纺织新材料的发展趋势是多样化、功能化、智能化、环保化。
多样化是指纺织新材料的种类越来越多,应用范围越来越广泛;功能化是指纺织新材料的功能越来越丰富,可以满足不同领域的需求;智能化是指纺织新材料的智能化程度越来越高,可以实现自动感应、自动调节等功能;环保化是指纺织新材料的环保性越来越好,可以减少对环境的污染。
总之,纺织新材料的应用和发展趋势非常广泛,对于提高生活质量、促进经济发展、保护环境等方面都有着重要的作用。
纺织工程中的新材料开发与应用
纺织工程中的新材料开发与应用纺织工程作为一门古老而又不断创新的学科,与人们的日常生活息息相关。
从传统的棉、麻、丝、毛到现代的各种合成纤维,材料的发展一直在推动着纺织行业的进步。
近年来,随着科技的飞速发展,一系列新型材料在纺织工程中崭露头角,为纺织业带来了新的机遇和挑战。
一、新型纤维材料1、高性能纤维高性能纤维具有高强度、高模量、耐高温等优异性能。
例如,碳纤维具有出色的强度和刚度,在航空航天、汽车制造等领域得到广泛应用。
芳纶纤维则具有良好的耐热性和阻燃性,常用于防护服装和工业用纺织品。
这些高性能纤维的出现,使得纺织材料在极端条件下的应用成为可能。
2、智能纤维智能纤维能够感知外界环境的变化,并做出相应的响应。
例如,形状记忆纤维可以在一定条件下改变形状,然后在特定刺激下恢复原状,可用于制造具有自适应功能的服装。
还有能够根据温度或湿度变化调节透气性的纤维,为穿着者提供更加舒适的体验。
3、环保纤维随着环保意识的增强,环保纤维的开发成为热点。
例如,再生纤维素纤维,如莫代尔和莱赛尔纤维,以其良好的性能和可持续性受到青睐。
此外,生物基纤维,如聚乳酸纤维,由可再生资源制成,可生物降解,对环境友好。
二、纳米材料在纺织中的应用1、纳米纤维通过静电纺丝等技术制备的纳米纤维具有高比表面积和孔隙率,在过滤、防护和组织工程等领域具有广阔的应用前景。
纳米纤维膜可以用于高效空气过滤和水净化,提高过滤效果。
2、纳米涂层在纺织品表面施加纳米涂层可以赋予其特殊的功能。
如防水、防油、抗菌等性能。
纳米二氧化钛涂层具有良好的光催化性能,可以分解有机污染物,用于自清洁纺织品的开发。
三、新型复合材料在纺织中的应用1、纤维增强复合材料将纤维与树脂等基体材料复合,可以制备出具有高强度和高韧性的复合材料。
在纺织领域,这种复合材料可以用于制造高性能的纺织机械零部件和功能性纺织品。
2、层压复合材料通过将不同性能的材料层压在一起,可以获得具有多种功能的复合材料。
现代纺织技术毕业论文
现代纺织技术毕业论文随着经济的发展和科技的进步,纺织行业越来越重视技术的应用,将纺织技术应用于纺织生产中,成为提高产品质量和降低成本的有效手段。
本文旨在探讨现代纺织技术在纺织生产中的应用和发展。
一、现代纺织技术的分类现代纺织技术主要分为三类:传统纺织技术、新型纺织技术和智能纺织技术。
传统纺织技术主要是指手工纺织、框架织机、圆筒织机、经编织机、纬编织机和针织机等纺织机械。
这些传统机械主要通过人工操作完成,生产效率较低,质量和成本方面也存在一定的问题。
新型纺织技术包括全电脑绣花机、高速大幅面数控喷绘机、高速印花机等。
这些新型机械采用电脑控制,生产效率高,同时能够保证产品质量和稳定性。
智能纺织技术主要是指实现自动化、智能化、网络化和信息化的纺织生产方式。
这种技术是将机器人、人工智能、物联网、云计算等技术应用于纺织生产中,以提高生产效率和产品质量。
二、现代纺织技术的应用及发展1、纺织数字化技术的应用纺织数字化技术主要包括计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制图(CAM)和计算机辅助生产(CAP)等。
这些技术的应用可以实现纺织品的快速开发、设计、制图和生产,提高生产效率和产品质量。
2、纤维增强复合材料的应用纤维增强复合材料包括碳纤维增强材料、玻璃纤维增强材料、芳纶纤维增强材料等。
这些材料具有重量轻、强度高、耐腐蚀、抗老化等优点,因此在航空、航天、汽车、轻工等领域中广泛应用。
3、高新颖纺织机械的发展高新颖纺织机械包括电子直接喷织机、激光纺织机、微波纺织机、纳米纺织机等。
这些机械能够实现自动化生产,低耗能、高效率、高柔性、高质量。
4、纳米技术在纺织业的应用纳米技术在纺织业的应用主要是利用纳米材料的特性来改善纺织品的质量和性能。
例如,将纳米银颗粒添加到纺织品中可以增强其抗菌性能;将纳米纤维加到纺织品中可以增加其防静电、阻燃性等性能。
三、现代纺织技术的优势1、提高生产效率现代纺织技术能够实现自动化生产,提高生产效率。
航空航天领域纺织复合材料的应用与发展趋势
航空航天领域纺织复合材料的应用与发展趋势摘要:现如今我国复合材料的技术水平经过40多年的研究和发展不断提高,使复合材料在我国航空航天领域的使用范围不断增加,同时复合材料的使用量也随着使用范围的扩大而不断增加。
所以复合材料在飞机上的应用率也随之增高,使航空领域复合材料的发展遇到了更大的机遇。
基于此,本文以航空航天领域为出发点,以其纺织复合材料的应用与发展趋势为主要内容,分析纺织复合材料的性能,探究航空航天领域纺织复合材料的应用优势,并对此提出相应的发展建议。
关键词:航空航天领域;纺织复合材料;建议对策;发展趋势引言:据相关资料了解,航天飞行器的质量越轻,运载火箭的质量就会随之减轻,发射一次卫星的费用高达上千万美元,如此高昂的发射成本,使得飞行器的结构材料逐渐变轻,才能使发射成本有所减少,同时,通过使用纤维缠绕工艺来制作的环氧基固体发动机也具有耐高温耐辐射等特点[1]。
所以出于对航天航空飞行安全的考虑,环氧碳纤维复合材料因为其具有较高稳定性和可靠性的特点,已经成为航空航天领域不可或缺的复合材料。
1纺织复合材料的性能纺织复合材料在广义上是将长丝、纱线、短纤维以及织物等材料进行纺织合成的一种复合型纺织材料。
而狭义上是指将通过各种纤维制作而成的各种编织物作为增强材料经过复合加工最终制作而成的一种预成型构造材料[2]。
其性能特点为:一是纺织复合材料通过技术的加工创新,在厚度方面、强度方面以及模量等方面都进行了全方位的增强,并且材料的损伤容限更高,断裂韧性也更高。
二是材料在使用中更加耐冲击,能够抵抗分层、开裂和疲劳等问题。
三是纺织复合材料也具有优良的耐高温性能,不惧怕高温的损害。
四是材料减震性能也很好,在使用过程中能够很好地减少相关设施的震动感,使用起来更加的稳定可靠。
五是纺织复合材料也具有更高的可设计性,可以按照原始的加载方向增加纤维束的数量,能够依据不同的需求进行灵活的设计加工,制作出更为复杂的零部件。
比如加筋壳或是开孔结构等设计加工。
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(二 〇 一 零 年 零 六 月纺织复合材料论文 题 目:纺织复合材料技术的发展和应用 姓 名: 学 院:轻工与纺织学院 班 级:纺织工程08-2班 学 号:摘要纺织复合材料涉及日常生活方方面面,研究其发展和应用有极其重要的社会价值和现实意义。
本文是纺织复合材料从十九世纪开始发展历经二百余年的发展过程的缩影包括19世纪的纤维素化学和碳纤维20世纪的煤炭化学、玻璃纤维和复合材料、合成纤维和复合材料、太空时代的先进复合材料;纺织复合材料的应用领域包括、航天航空领域飞行器的重量、降落伞、个体防护装备、弹射座椅、等其它航空装备中复合材料的应用,船舶工业,汽车工业,军事工业和其他行业。
关键词:纺织复合材料、发展、应用、玻璃纤维、航空、军事、船舶AbstractTextile composite materials involved in every aspect of daily life, study their development and application of a very important social value and practical significance Textile composite materials involved in every aspect of daily life, study their development and application of a very important social value and practical significanceKeywords: textile composite、developing 、application glass fiber、aviation、car military、shipping目录引言 (4)第一章纺织复合材料的发展 (5)1.1 19世纪的纤维素化学和碳纤维 (5)1.2 20世纪的煤碳化学和复合材料 (5)1.2.1 玻璃纤维和复合材料 (6)1.2.2 合成纤维和复合材料 (6)1.2.3 太空时代和先进复合材料 (6)1.3 纤维和复合材料的现状 (7)第二章纺织复合材料的应用 (9)2.1 航天航空领域 (9)2.1.1 飞行器的重量 (10)2.1.2 降落伞 (11)2.1.3 个体防护装备 (12)2.1.4 弹射座椅 (12)2.1.5 其它航空装备 (12)2.2 船舶工业 (13)2.3汽车工业 (13)2.4 军事工业 (14)2.5 其他行业 (14)引言纺织复合材料的自十九世纪开始发展,现在它已涉及人类生活的方方面面,研究其发展历程和在发展过程中出现的问题以及取得的应用成果对我们促进社会发展、改善生活、保护环境有重要意义。
第一章纺织复合材料的发展1.1 19世纪的纤维素化学和碳纤维19世纪是纤维素化学很发达的时代。
以棉线或纸浆作为原料合成了硝酸纤维素(1846)、硫酸纤维素(1868)、醋酸纤维素(1869)、乙醯纤维素(1901),制成纤维、膜材、塑胶来使用。
另外还开发了将纤维素溶解在氧化酮氨水溶液中,制成再生纤维素纤维的铜氨法(1857),使之与二硫化碳反应后,溶解在稀硫酸中,制作再生纤维素纤维粘胶法(1892)。
粘胶法嫘萦是I.G.Farbenindustrie(德)的研究结果,开发了轮胎用高强度纤维(1936),作为替代耐隆和不锈钢线之素材而被广泛使用。
在同时代所诞生的碳纤维也是由硝酸纤维素和硫酸纤维素纤维所制成的。
19世纪在电气领域上,也是一个发展很迅速的时代,实用的电池是由J.F.Daniell(1836)等人发明,发电机是由 C.F.Varley、Werner以及William Siemens兄弟,照明器具的弧光灯是由F.Nollet(1826),W.E.Staite(1846),P. Jablochkoff(1871)等人进行研究改良的。
电阻线通电而发光的白炽灯灯泡是Staite(1847)所发明的,但因铂表合金线的寿命很短,故而未能成功。
使用碳线的构思是J.W.Starr(1845)最早取得美国专利,J.Swan(1848)也独自尝试碳线灯泡,但因真空泵的能力不足而未能成功,到了1878年,使用硝酸纤维素纤维制造的碳纤维才达成目的。
碳纤维制造技术在美国被保存下来,所以在美苏太空开发竞争的时代里,探求超高温耐热材料时,碳纤维织物的再度复活也是可以理解的。
1.2 20世纪的煤碳化学和复合材料苯酚福马林树脂自从A.Von Bayer(1872)的研究以来,有许多的专利,在进行硬化时,必须加热,一加热就会因缩合反应所生成的水而产生气泡,所以是不好处理的树脂。
L.H.Bakeland将树脂和纸、棉布、木粉混合在一起,然后利用“边施加压力边加热”制做成型品,取名Bakelite,并申请专利(1909)。
他在最初是尝试代替象牙和琥珀而进入装饰品界,Bakilite的强度、滑动性、耐热特性是获得肯定的,被应用在兴起期的电气、机械、汽车组件而普及。
在日本,1914年由今天的住友Bakelite 取得专利实施权而开始制造。
苯酚树脂到今天除了电气、机械组件之外,还被广泛地应用在餐具、家常用具上,如铸造用壳体铸模、树脂粘结砂轮、安全帽、碗、叠层餐盒等等,但由于和热可塑性树脂竞争,产量日渐减少。
利用苯酚树脂将木材薄板(Veneer)粘合而成的复合材料(强化木材,Plywood、Veneer)普及到家具和建材用途,也被作为替代飞机机翼、横梁、机身所使用的织物材料使用。
例如,Fokker DR 1的主翼Rib Leading Edge和机身(1918),小型旅客机Plywood Bullets的机体构造(1927),H.Hughes之巨大飞行艇The Spruce Goose之机体构造就是Plywood制造(1947)。
日本在第二次世界大战中,为补铝材的不足,在横梁、螺旋桨、补助燃料槽、浮筒组件上使用Plywood,在英国,De Havilland公司的Mosquito轰炸机有7781架,此外,为运送重装备而制造许多翼幅33m之大型滑翔机,已为实战配备。
但机体内部有污水滞留,木材就会腐蚀、漏水,老鼠会繁殖并咬电线等困扰。
1.2.1 玻璃纤维和复合材料玻璃纤维的历史可追溯到古代的腓尼基和埃及。
近代,英国的R.Hook在实验室制造(1665),岩仓具视欧美使节团于1872年12月6日到巴黎参观玻璃纤维织物,提到“用玻璃制做细线,然后织成锦缎,工艺奇妙,至此达到极致”,由此可以看出法国至少可以少量制造玻璃纤维了。
玻璃纤维织物广为人知是在1893年的芝加哥万国博览会(World's Columbian Exposition),由E.D.Libbys展出经纱使用玻璃纤维,纬纱使用蚕丝织成的布料所制做的服装,他为了招揽顾客,宣传自家公司的雕花玻璃而请有名的女星穿玻璃纤维制成的服装,但是发展的重点并不是玻璃纤维。
1.2.2 合成纤维和复合材料合成纤维在1930~1960年代和煤炭化学、石油化学的发展同步发展起来。
具代表性的纤维有聚氯乙烯纤维(1931)、聚醯胺纤维(1935)、聚酯纤维(1941)、亚克力纤维(1950)、聚氨基甲酸酯系弹性纤维(1959)、聚丙烯系纤维(1959)、芳香族聚醯胺纤维(1962)。
这些合成纤维在衣料方面置换了麻、棉、蚕丝、羊毛等天然纤维和嫘萦、彭帛、醋酸等纤维素系再生纤维。
在产业资材领域被广泛使用,和合成橡胶复合而成的轮胎、皮带、软管、胶布,和树脂复合而成的帐篷、防水帆布、挡油堤、地工织物、膜构造建筑等,和水泥、沥青复合而成的屋顶材、屋顶、混凝土补强等等,作为复合材料的强化纤维使用。
1.2.3 太空时代和先进复合材料火箭前端的前锥体,火箭发动机,在返回地球时街进大气圈的密封舱会达到高温,所以是使用耐热性卓越的石墨和钨,除此之外,还会采用苯酚树脂和石棉、耐热玻璃纤维、耐隆纤维织物等复合之材料。
石棉在1500℃左右会失去结晶水,引起强度的降低,耐热玻璃纤维是对玻璃纤维进行浸酸处理,将氧化铝以外的成分溶解去除而获得的纤维,因为强度低,所以探求其他的强化材。
在此种背景下,开发燃烧螺萦织物而成碳纤维织物,然后是碳纤维一苯酚树脂复合材料,进而是将此CFRP燃烧而得碳纤维强化炭复合材料(C/C)。
火箭发动机的喷管喉衬(Nozzle Throat)及射出长锥(Exit Cone)会达到2,500℃,所以碳纤维强化碳复合材料(C/C)在冲进大气圈时的前端部分会被加热到5,500℃,所以要使用碳纤维强化苯酚树脂制材料。
碳纤维织物在1957年左右,在美国出现Barnebey-Cheney,Atomic Laboratories,National Carbon的名称,而用于烧蚀材的碳纤维织物是由HITCO,3M,UCC/National Carbon,Carborundum,J.P.Stevens,H.I.Tompson Fiber Glass各大型企业所供应的。
原料是嫘萦织物,又有经过2,000℃热处理之碳化等级和2,800℃热处理石墨化等级的区分,但是拉伸强度、弹性率的要求并不是很严格。
初期的碳纤维织物是和制作碳电极一样,都是利用批次式加热炉对嫘萦织物进行热处理,然后再进行织物的连续燃烧。
太空机器的组件有圆筒和球形的,绕纱比将织物层叠较容易成型,UCC因此利用嫘萦长丝纱的连续燃烧而制造出碳纤维纱。
此种碳纤维所要求的是耐热性和经得起长丝卷绕工程处理的强度,并不是要求高强度、高弹性率。
1.3 纤维和复合材料的现状纤维的使用量世界纤维生产量为5,600万吨/年,若依品种别来说,合成纤维是46%、天然纤维45%、再生纤维4.4%、玻璃织维4.4%。
在5,600万吨中,被应用在FRP、轮胎、皮带、被覆布、屋顶材、石棉板、纤维强化水泥等复合材料上的纤维用量,因为统计值不完备,故而不清楚。
FRP所使用的补强纤维大约是250万吨,玻璃纤维占压倒性多数,有220万吨(89%)、天然纤维25万吨(10%)、碳纤维1.5万吨(0.6%)、芳香族聚醯胺纤维1万吨(0.4%)。
在250万吨中,用在印刷基板和胶合板的玻璃纤维、纸材、棉纤维并不包含在内,印刷基板的统计值是采面积表示,所以很难进行强化纤维的质量换算。
限于FRP,由JEC Compo-sites引用世界的用途别使用量以及销售额的比率,建设、汽车是两大用途,占使用量的55%,销售额则是占44%。
另外,基质树脂方面,以热硬化性树脂(聚酯树脂42%、环氧树脂13%、其他15%)占压倒性多数,有70%,热可塑性树脂(聚醯胺树脂13%、众丙烯系8%、其他9%)只有30%。
地球环境问题和复合材料随着世界人口的增加和生活水平的提高,天然资源的消费量增加了,废弃物也一定会增加,因此对地球环境造成影响。