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经编轴向织物的最大特点就是承力纱线在织物中为伸直平行铺放,这种结构有利于纤维性能的充分发挥,大大提高了制成复合材料的力学性能、抗疲劳性能和抗损伤容限性能,提高了复合材料的增强率、可设计性和可混编性。高性能纤维经编轴向织物作为树脂基复合材料的增强材料的生产在我国处于起步阶段。国内已有部分生产企业引进该类织物的生产机器,但根据实际调查,经编轴向织物的应用在我国的市场还未很好地开拓。
鉴于目前经编轴向织物在我国的生产和应用的情况,本课题从生产实际出发,对影响玻璃纤维经编轴向织物性能的因素,如:纤维原料、工艺参数、编织方法等进行了分析、研究,并在此基础上进一步分析了部分影响因素对经编轴向织物增强材料复合材料拉伸性能的影响。
本文首先分析、研究了生产工艺对经编轴向织物性能的影响。主要考虑了不同的铺纬工艺、编织工艺以及在织物中加入短切毡等对经编轴向织物拉伸性能的影响。论文实验过程得到了生产企业的大力支持与配合,能够综合考虑机器的工艺特点以及相关工艺参数,有目的的设计实验所需织物,然后对织物进行拉伸性能的测试,再通过实验测试的结果分析出各种工艺参数对织物性能影响。
在分析纱线原料对经编轴向织物拉伸性能的影响时,主要以无碱玻璃纤维纱的性能指标为主,其中涉及到的指标有纱线的强力、含水率、浸润剂、碱金属氧化物的含量和单纤维直径等。通过实验对相关指标进行测量,以及对不同指标的纱线进行实际的生产跟踪,分析这些因素如何直接或间接的影响经编轴向织物性能,帮助企业了解原料与织物性能之间的关系。
最后,在对经编轴向织物的拉伸性能影响因素分析的基础上,采用真空辅助树脂成型技术将部分织物制成复合材料,然后对复合材料进行拉伸实验,分析不同工艺参数的织物对复合材料拉伸性能的影响。这些织物中包括不同克重的织物,是否加入短切毡的织物及其浸润剂对复合材料性能的影响。
本文通过大量实验分析得出了相关工艺参数对织物结构和拉伸性能的影响,明确了原料中影响织物性能的因素及其对复合材料拉伸性能的影响。希望企业能通过对这些跟生产实际相关参数的了解,做到合理的选择工艺和安排生产,为进一步推广经编轴向织物的应用提供理论与实践的借鉴作用。