紡織材料與紡織設計發展探索

摘 要：人類發展過程中必不可少的為衣食住行，發展早期通過和大自然的斗爭獲取了生存的基本物質條件，伴隨著社會的發展和進步，生活中的紡織材料逐漸趨于豐富。筆者在文本中對其進行深入的分析和研究。

關鍵詞：紡織材料；紡織設計；發展

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.24.049

在科技發展史上其最重要的組成部分為材料科學，隨著科學技術的發展和進步，高科技和航天技術趨于成熟，其對材料的依賴更重，現代科技對材料的需求是普通的纖維材料所不能提供的，因此這就要求尋找新的替代品，要求其不僅具有較高的強度、易于設計和制作，還需要造價相對便宜。筆者在本文中首先分析了紡織復合材料，然后就其應用的領域和應用優勢加以探討，最后研究了影響紡織結構復合材料的組成與設計的因素，以期進一步促進材料科學的發展和進步，為其更好的服務于人類奠定基礎。

1 紡織復合材料技術剖析

和傳統的纖維復合材料相比，紡織復合材料具有較大的不同。我們常講的纖維復合材料指的是經過一定的角度和順序鋪層或纏繞纖維束制成的，纖維材料和基體材料在纏繞和鋪層的同時重新組合，最終形成層狀物，所以也被我們稱之為層壓復合材料。同時，存在于纖維復合材料中的纖維相互平行，彼此不疊加。紡織結構復合材料利用的是纖維束制成預定的結構形狀，然后以此為骨架，經過固化后形成復合材料。革新這種工藝，讓紡織結構復合材料對比普通符合材料具有更大的優越性，然而其細觀結構比較復雜，這讓分析、設計變得比較繁瑣。很多的研究人員經過共同的努力，分析這種模型，雖然一些應用上的問題可以解決，但是還不夠成熟，需要進一步的進行探討，以便于對設計方法、標準等進一步統一，為紡織結構材料的普及、應用夯實基礎。

2 紡織結構復合材料實際應用領域

紡織結構復合材料的應用比較廣泛，其應用涉及微觀世界和宏觀世界。

2.1 航空航天工業

如今，作為國家科技水平的象征，航空航天工業獲得較快的發展，飛機中最大的負荷之一是其自身的飛行重量，怎樣把其負荷重量減輕，需要紡織復合材料為支撐，這也是為什么航天工業如此重視紡織復合材料的原因。如今紡織復合材料的使用不僅僅局限于飛機的內部裝修，在其諸如艙門、雷達罩等比較重要的結構部件中都有使用。

2.2 汽車工業

汽車工業自紡織復合材料出現之日起就表現出濃厚的興趣，重視程度不斷提升，在汽車制造業中使用紡織復合材料不僅有效的降低了制造成本，也將其剛度、強度有效的提升。除此之外，在軍事工業、體育等行業中也廣泛的使用了紡織復合材料。

2.3 建筑行業

使用于建筑領域的紡織機構可以分為兩類：剛性復合材料和柔性復合材料，不管怎樣，如今的社會中廣泛的使用紡織結構材料。

3 紡織復合材料的應用優勢

其一，設計性強，可以按照實際的情況增加纖維束的數量，或者以實際需要為出發，構建零部件后完成組合件。這樣的有點讓其的應用范圍大大的擴大，在高精密和機械加工等科學上扮演著重要的角色。

其二，較高的強度和模量，尤其是全方位的增強厚度方向、橫向方向，保證材料的耐受性更高，具有較高的韌性；這種特性讓紡織復合材料廣泛的使用在高壓設備等行業，在航空航天領域也有所使用。

其三，比較容易預成型以及整合前便于放置機敏類材料。

其四，能夠自動化生產，具有較高的效率，大大減少加工量和連接量。長時間以來，科研院所、企業等致力于尋找一種材料，要求其具有較少的加工量和連接量，這會降低其成本，縮短制造周期，這也就意味著經濟效益的提升，科研單位可以在能源節約的研究上獲得更大的突破和發現。

4 紡織結構復合材料的組成與影響設計的因素

紡織結構復合材料的形態和自然界的組多生物非常的類似，其不同的為通過現代的紡織技術制造形成多種預定成形結構。纖維束網絡骨架在成型后加入一些必要的基體材料，完成固化環節后制作紡織結構復合材料。基體材料是紡織結構復合材料的另一種組分，基體材料主要有四類，分別是：樹脂基、金屬基、陶瓷基和碳基。就復合材料而言，基體主要扮演著荷載傳遞、均衡以及固箝支持纖維的角色。唯有有機的協調纖維和基體，才能讓各自的性能最大限度的發揮出來，為材料的整體性能貢獻力量。

對工程力學進行估算的混合律僅僅是處理工程的一種模式，因此在判定各個組分發揮作用的時候不應該單純的使用混合律。之所以不能對其單一的使用，是因為基體材料對紡織結構復合材料的力學性質、工藝性質以及環境的溫度、介質、導電、導熱等產生直接的影響。根據相關研究結構表明，分別固化兩組之后，小組之間相互作用的力有四種，讓其成為有機的整體：其一，小組自身具有的內聚力；其二，纖維表面的空隙因為基體分子的滲透作用產生的機械作用力；其三，吸附力，包括氫鍵以及分子間作用力；其四，纖維表面化學基團和基體的化學基團經過復雜的化學反應形成的化學鍵產生的作用力。這是在考慮工藝方法選擇和組分選擇中最應該考慮的因素。

5 結束語

不管怎樣，纖維和基體材料是紡織結構符合材料設計中首選的。對材料進行選擇要分析其溫度、濕度、腐蝕性等其他化學性質和化學作用；在其產品特點以及功能特點的要求下，充分的使用固化技術以及預定成形技術；如果使用的環境等條件相同，我們應該考慮其經濟性。社會經濟的發展讓紡織材料和紡織設計具有廣闊的發展空間，我們要對其進行深入的研究和探索，發現更多的實用材料，更好的服務于人類。

參考文獻：

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[2]王建明，瞿才新，秦曉，張圣忠，王琴，吳昌祥.多組分嵌入式復合紗的生產實踐[J].上海紡織科技，2014（10）.

作者簡介：劉井紅（1979-），內蒙古翁牛特旗人，碩士研究生，高校講師，研究方向：紡織復合材料。endprint