針對(duì)碳纖維絲束和捻線在紡織預(yù)制件或預(yù)浸料的縫合過程中易發(fā)生起毛、斷絲的情況,設(shè)計(jì)了二維管狀編織結(jié)構(gòu)的碳纖維縫合線,采用TM式絲抱合力試驗(yàn)機(jī)對(duì)不同編織工藝參數(shù)的縫合線試樣進(jìn)行耐磨損性能試驗(yàn),并與絲柬試樣和捻線試樣比較.結(jié)果表明:二維管狀編織結(jié)構(gòu)碳纖維縫合線的耐磨損性比絲柬和捻線有大幅度的提高:直徑和花節(jié)長度對(duì)耐磨次數(shù)影響較大,張力300 cN時(shí),比花節(jié)長度為2.1的試樣的耐磨次數(shù)為相同細(xì)度絲柬的4.08倍,張力200CN時(shí),此試樣耐磨次數(shù)為相同細(xì)度絲束的12倍.
縫合復(fù)合材料以其優(yōu)良的層間斷裂韌性、沖擊損傷容限和較低的制作成本而越來越受到各國研究者的關(guān)注,其制造過程包括紡織預(yù)制件成型、縫合和樹脂注入.在過去的十幾年中,紡織預(yù)制件成型技術(shù)和樹脂注入技術(shù)已獲得了長足的發(fā)展,但縫合技術(shù)仍然有待進(jìn)一步提高.縫合技術(shù)是指采用縫合線使二維織物構(gòu)成準(zhǔn)三維立體織物或使分離的數(shù)塊織物連接成整體結(jié)構(gòu)的技術(shù),參數(shù)包括縫合線原料種類、縫合密度、縫針、縫合方法和縫合速度等.就一般意義的縫合而言,縫合線可以是能夠進(jìn)行縫紉操作的任何纖維,但對(duì)于先進(jìn)紡織復(fù)合材料構(gòu)件,由于特殊的性能要求,縫合線的選擇有其特定的標(biāo)準(zhǔn):要求與樹脂有良好的兼容性,并且不會(huì)與樹脂發(fā)生反應(yīng);與所縫合的預(yù)制件或預(yù)浸料的纖維種類盡量相同,保持整體材料的性能一致性;具有良好的強(qiáng)度、韌性和耐磨損性等.因此玻璃纖維線、芳綸線和碳纖維線成為縫合線的首選.其中玻璃纖維雖然強(qiáng)度較高,但剛度較低、纖維密度較大且容易斷絲,因此應(yīng)用受到限制;芳綸線柔韌性好、強(qiáng)度和模量高,具有優(yōu)良的耐熱性和耐磨損性,是常用的縫合線類型.但它與樹脂的浸潤性較差,在濕熱環(huán)境中使層板的吸濕量提高了31%,造成性能下降.考慮到與碳纖維復(fù)合材料的匹配性,用碳纖維作縫合線是最恰當(dāng)?shù)模祭w維一般較脆,耐磨損性差,在縫合過程中碳纖維在針眼處的摩擦?xí)?dǎo)致其斷線,降低縫合效率和縫合質(zhì)量,因此需要改變碳纖維縫合線的結(jié)構(gòu)形式或改進(jìn)縫合設(shè)備來實(shí)現(xiàn)碳纖維作為縫合線的應(yīng)用.目前研究復(fù)合材料用碳纖維縫合線的文獻(xiàn)還很少,只有A.Ogale和P.Mitschangc提出在碳纖維粗紗外包覆聚酯纖維的方式提高其耐磨損性.
本文設(shè)計(jì)了一種新的采用二維管狀編織技術(shù)制作的碳纖維縫合線,對(duì)不同編織工藝參數(shù)的縫合線試樣進(jìn)行了耐磨損性試驗(yàn),并與絲束試樣和捻線試樣相比較,從中總結(jié)出較為理想的編織工藝參數(shù).這種方法在提高碳纖維縫合線的耐磨損性能方面是一種積極的探索.
資料下載: 二維編織碳纖維縫合線耐磨損性能的研究.pdf
本文設(shè)計(jì)了一種新的采用二維管狀編織技術(shù)制作的碳纖維縫合線,對(duì)不同編織工藝參數(shù)的縫合線試樣進(jìn)行了耐磨損性試驗(yàn),并與絲束試樣和捻線試樣相比較,從中總結(jié)出較為理想的編織工藝參數(shù).這種方法在提高碳纖維縫合線的耐磨損性能方面是一種積極的探索.
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