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竹原纤维/丙纶纬编针织复合材料的制备及拉伸性能研究

作　者: 郭蕴琦
导　师: 龙海如
学　校: 东华大学
专　业: 纺织工程
关键词: 竹原纤维丙纶纬编复合材料拉伸断裂性能
分类号: TB332
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

竹原纤维作为纯天然纤维,具有抗菌、抑菌、防紫外线等特点,是适应世界发展潮流的绿色环保产品。开发研究竹原产品对合理开发利用我国的竹资源,推动国家林业产业和纺织产业的升级有着深远的意义。作为增强体的纺织材料主要有机织物、编织物和针织物三类。与其它纺织品复合材料相比,国内对纬编针织物复合材料的研究较少,即使研究了一些纬编针织物复合材料,但绝大多数都是以刚性基体复合材料为主。由于纬编针织物自身的特点,自90年代以来,国外在这方面的研究也日益增多和深入。本课题对纬编针织物柔性复合材料的增强材料(竹原纤维)和基体材料(丙纶)的混合比、针织物组织结构的选择、热塑性纬编针织物复合材料的加工过程的控制、复合材料的浸润性能以及成品拉伸断裂性能的研究。开展这方面的研究可以为热塑性纬编针织物复合材料的设计、生产及应用提供理论依据和试验指导。本课题以竹原纤维为增强体,丙纶为基体,合股纱作为针织原料。通过对竹原纤维/丙纶合股纱纬编针织物可编织性能的实验研究和理论分析,探索竹原纤维/丙纶合股纱的平针、1+1罗纹和罗纹空气层在STOLL电脑横机上的编织工艺。根据三种不同竹原纤维纱与丙纶的比例选择出合适机号的电脑横机进行编织,并研究弯纱深度、牵拉力和给纱张力等编织参数对编织过程和织物质量的影响,找出了优化的编织工艺参数。在编织不同增强体纤维体积含量或不同组织的纬编针织物后,采用热压成型的方法制备热塑性纬编针织物复合材料。通过实验确定合适的热压温度、热压压强、保持时间和降温方式等热压工艺参数,并采用正交实验的方法探讨各个参数对复合材料的影响。同时,将三种不同增强体纤维体积含量的平针组织进行90°铺层热压成型实验,研究双层热压成型复合材料的拉伸性能。对复合材料试样在材料试验机上分别进行横向、纵向的拉伸断裂实验,对所得的数据用origin8.0处理得到的应力—应变曲线,并根据应力—应变曲线算出拉伸断裂性能的参数,从曲线和拉伸性能参数上进行复合材料试样的拉伸断裂性能比较分析,包括织物组织结构、竹原纤维体积含量等对拉伸断裂性能的影响。同时,根据热压温度、热压压强和保持时间三者进行的正交试验得到的拉伸断裂性能的参数,用优化设计的方法,并进行显著性判断,得到最优的热压温度、热压压强和保持时间三个最主要的热压成型参数。

全文目录

摘要  7-9
ABSTRACT  9-13
1 绪论  13-21
  1.1 热塑性复合材料发展现状  13-14
  1.2 纬编针织物复合材料发展现状  14-16
  1.3 竹原纤维发展现状  16-19
  1.4 本课题研究的意义、内容和方法  19-21
2 纱线基本性能及拉伸性能分析  21-29
  2.1 纤维及纱线基本性能  21-23
  2.2 纱线拉伸断裂性能与分析  23-26
  2.3 竹原纤维纱热力学性能分析  26-29
3 竹原纤维/丙纶纬编针织物编织工艺探索  29-40
  3.1 织物组织结构设计  29-30
  3.2 STOLL电脑横机及M1花型设计软件介绍  30-32
  3.3 三种针织结构的编织工艺分析  32-36
  3.4 竹原纤维/丙纶纬编针织物结构参数  36-40
4 竹原纤维/丙纶纬编针织复合材料的热压成型  40-51
  4.1 热压成型的试样准备  40-42
  4.2 竹原纤维/丙纶纬编针织复合材料的热压成型  42-46
  4.3 竹原纤维/丙纶纬编针织复合材料的浸润性能  46-51
5 竹原纤维/丙纶纬编针织复合材料的拉伸性能研究  51-66
  5.1 测试方法和试样准备  51
  5.2 纬编针织物和复合材料的拉伸理论  51-53
  5.3 应力—应变曲线的比较与拉伸断裂分析  53-56
  5.4 各试样拉伸性能的比较与分析  56-66
6 结论与展望  66-68
参考文献  68-72
附录一竹原纤维纱拉伸性能测试结果  72-74
附录二竹原纤维/丙纶纬编针织复合材料拉伸性能测试结果  74-84
攻读学位期间的研究成果目录  84-85
致谢  85

竹原纤维/丙纶纬编针织复合材料的制备及拉伸性能研究

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