三維空芯機(jī)織物增強(qiáng)聚氨酯軟泡的研究.pdf

1、三維紡織結(jié)構(gòu)復(fù)合材料是指采用紡織技術(shù)織造的織物所增強(qiáng)的復(fù)合材料。紡織織物主要包括機(jī)織物、針織物、編織物和縫合織物。其中機(jī)織物具有良好的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)性，有限的變形性，比編織物結(jié)構(gòu)緊密，結(jié)構(gòu)斷開困難的優(yōu)點(diǎn)。在多層機(jī)織物中，層間用接結(jié)經(jīng)或經(jīng)緯交織物固接在一起，接結(jié)經(jīng)或經(jīng)緯交織物有固接織物的作用，可以減少分層的危險(xiǎn)，接結(jié)經(jīng)的紗線密度和角度可變或經(jīng)緯交織物的截面形狀原則上可任意變化，可以改善有關(guān)性能。利用機(jī)織的方法直接制出三維骨架，是今后制作復(fù)合材料

2、的發(fā)展方法之一。 三維機(jī)織物可在普通織機(jī)或改造的普通織機(jī)上生產(chǎn)，也可在專用織機(jī)上生產(chǎn)，但成本和費(fèi)用昂貴。原則上對(duì)層數(shù)較少的三維機(jī)織物，可在普通織機(jī)上織造。本實(shí)驗(yàn)在稍加改造的小樣織機(jī)上制成了三維空芯機(jī)織物，截面形狀為三角形、正方形和圓形，層間固接形式為經(jīng)緯交織物。將各種三維空芯機(jī)織物上下層間的垂直距離設(shè)為同等高度，并將三角形截面網(wǎng)狀分隔織物和正方形截面網(wǎng)狀分隔織物(三層織物)上下層的經(jīng)紗密度設(shè)為相同，圓形截面網(wǎng)狀分隔織物(四層織物

3、)上下層的經(jīng)紗密度較小，而三種三維空芯機(jī)織物上下層的緯紗密度均相同。對(duì)織造工藝和過程進(jìn)行了初步探討，并總結(jié)和討論了織造過程中出現(xiàn)的問題和解決方法。最后對(duì)制成的三維空芯機(jī)織物進(jìn)行了拉伸實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析，并對(duì)拉伸實(shí)驗(yàn)的影響因素進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：在三維空芯機(jī)織物的拉伸力學(xué)分析中，其主要影響因素為織物上下層的經(jīng)紗密度(在上下層緯紗密度相同的情況下)。若在織物上下層的經(jīng)紗密度相同的情況下，圓形截面網(wǎng)狀分隔織物的拉伸力學(xué)性能最好。

4、在三維紡織結(jié)構(gòu)復(fù)合材料中，三維機(jī)織物充當(dāng)增強(qiáng)相，一般的基體相為樹脂，陶瓷和金屬，而尤以樹脂充當(dāng)基體最為常見。樹脂又分為熱固性樹脂和熱塑性樹脂，其中熱固性樹脂由于研究起步早，使用總量大，所以較為常用。聚氨酯泡沫塑料是熱固性樹脂聚氨酯樹脂中的一個(gè)重要品種，約占聚氨酯樹脂總量的80﹪。其中軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料約占聚氨酯泡沫塑料的60﹪，它主要做墊材，代替泡沫乳膠，廣泛用于汽車、火車、飛機(jī)坐墊，沙發(fā)、床墊、地毯襯里、衣服襯里、包裝材料等。目前，軟

5、質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的用量正逐年增大。 本論文探討了聚氨酯泡沫塑料的合成原理及聚氨醑軟泡的生產(chǎn)，制作了用于紡織復(fù)合材料成型的模具，并將所制成的三維空芯機(jī)織物撐開固定于模具中。采用一步法工藝中的手工發(fā)泡法將聚氨酯軟泡的膠液灌注于模具中并固化成型，最終制成三維空芯機(jī)織物增強(qiáng)聚氨酯軟泡的紡織結(jié)構(gòu)復(fù)合材料。最后對(duì)所制成的紡織結(jié)構(gòu)復(fù)合材料以及采用相同配方和相同生產(chǎn)工藝生產(chǎn)的同一種聚氨酯軟泡進(jìn)行了拉伸和壓縮實(shí)驗(yàn)，對(duì)其進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析，同時(shí)對(duì)拉伸、

6、壓縮實(shí)驗(yàn)的影響因素進(jìn)行了分析。 結(jié)合三維空芯機(jī)織物拉伸實(shí)驗(yàn)以及聚氨酯軟泡的拉伸和壓縮實(shí)驗(yàn)，最后得出結(jié)論：在三維空芯機(jī)織物增強(qiáng)聚氨酯軟泡的紡織結(jié)構(gòu)復(fù)合材料中，尤以圓形截面網(wǎng)狀分隔織物所增強(qiáng)的聚氨酯軟泡的拉伸，壓縮回彈性能最好，三角形截面網(wǎng)狀分隔織物和正方形截面網(wǎng)狀分隔織物所增強(qiáng)的聚氨酯軟泡的拉伸，壓縮性能次之。但三種三維空芯機(jī)織物增強(qiáng)聚氨酯軟泡的紡織結(jié)構(gòu)復(fù)合材料確實(shí)改善了由單純聚氨酯軟泡所制成的墊材壓縮回彈性差，拉伸強(qiáng)度低的缺陷，