多轴向经编针织物最早出现在20世纪70年代后期,在短短的20年间经过不断的技术研究和性能完善,其产品被广泛应用。近年来,随着科学技术的进步,各种新型高性能纤维的出现以及各学科之间的相互交叉,产业纺织品得到进一步的发展,其中性能完善的多轴向经编针织物凭借它独特的组织结构使材料中每个组分的性能得到充分的发挥,弥补了传统的机织复合材料的不足等优点而备受关注,其市场前景广阔。
1多轴向经编针织物的特点
多轴向经编针织物是由多层伸直且平行排列的纱线层利用经编结构的组织绑缚在一起而形成的。这样的结构可以充分发挥每一根纱线在材料中的作用,充分利用了纱线的性能,改善了织物的拉伸、抗压、抗冲击等力学性能。
1.1结构特征
多轴向经编织物可以在纵向、横向或是斜向直接的衬入平行的纱线,并且这些纱线能够按照使用要求平行伸直得衬在所需要的方向上,不需要弯曲,从而避免了传统的机织物纱线结构是呈弯曲状、纱线的性能得不到充分的发挥的缺陷,使纱线的性能得到最大程度的发挥。
多轴向经编织物中,纱线呈平行排列,理论上内部应力为零,不会产生纱线的蠕变和松弛现象,当相同的纱线受到冲击时,其所承载的应力也比机织物大。
如图1为四层开放式结构的轴向织物(+45°/90°/-45°/0°),图2为玻璃纤维多轴向织物,图3为碳纤维多轴向织物。
1.2性能特点
与传统的机织物相比,多轴向经编织物具有下列优点:
(1)织物的抗拉强力、弹性模量较高。
(2)织物的悬垂性好,可设计性强。
(3)抗撕裂性能好。
(4)原料的适应性好。
(5)生产成本低,生产效率高,经济性高。
多轴向经编织物可以作为复合材料的基布,这类基布经树脂浸渍固化后可得到所要求的复合材料。其复合材料强度和模量可提高50%以上。这类多轴向经编织物很好地解决了机织物由于屈曲效应导致的纤维性能不能充分发挥的问题,从而进一步的提高了复合材料的性能。