随着纤维增强复合材料在航空航天、交通运输、民用建筑、生物医用和体育器材等领域的广泛应用,不仅要求复合材料具有很高的损伤容限和可靠性,同时对其增强材料的结构完整性和适型性的要求也更加严格。机织物和编结织物是传统纺织复合材料的增强结构, 但近十几年来, 针织物由于结构设计灵活, 抗冲击, 易于成型制作复杂形状的构件等优点而受到人们越来越多的重视。例如国际上在空间站和飞船太阳能电池阵采用玻璃纤维经编网格半刚性基板技术, 极大地提高了航天器的性能。半刚性基板技术关键问题便是经编菱形网格布的编织以及后处理。 然而在国内外,对于玻璃纤维纱线的经编可编织性研究很少,尤其是要成圈的经编组织对于玻璃纤维纱线的性能要求更高, 纱线在编织过程中会遇到各种问题,如起毛, 本身强力不够, 或者硬度过高而引起编织过程中断纱, 这些都会导致编织不能正常进行,或者织物质量过低。对于玻璃纤维纱线的经编可编织性研究, 很大程度上需要间接地研究纱线本身的物理机械性能, 如柔软性、断裂强力以及纱线断裂延伸率等。而纱线的这些性能又跟其所用浸润剂种类、用量有着重要的关联。本文通过研究玻纤所使用的浸润剂及测试方法, 来研究玻璃纤维纱线的经编可编织性。1 编织用柔性玻纤的开发 为了满足经编网格织物的编织工艺要求,对玻璃纤维的柔性提出了很高的要求。 玻璃纤维的柔性一般用玻璃纤维结圈半径的大小来衡量,结圈半径(R)与纤维直径(b)和玻纤断裂伸长率有关(ΔL)有关, R ≤b2 ( 1ΔL - 1) ,可见,要提高玻纤的柔性,即降低R值,可以通过减少纤维的直径b和提高断裂伸长率ΔL,纤维的断裂伸长率取决于纤维种类和成分,与玻纤本身的弹性模量有关,随着弹性模量的提高,纤维的断裂伸长率增加。 按照惯例,为了适应可编织性,我们对玻璃纤维采用石蜡浸润剂处理进行试织。由于涂覆石蜡型浸润剂的纱线无

法与树脂结合,因此,经过涂覆纺织型浸润剂的纱线还必须经过后处理工艺,把石蜡型浸润剂烧干净。据试验数据,经过热处理后的纱线力学性能大幅降低,而且工艺流程长,对产品质量影响因素多,经过利弊分析,决定采用增强型浸润剂。经过多批次的试验,调整浸润剂中成膜剂、柔软剂、润滑剂、偶联剂的含量比例,进行拉丝、纺织工艺性能以及编织工艺性能的比较,最后选定了其中的5种综合性能比较优越的浸润剂配方。采用该浸剂的5种纱线代号分别为A、B、C、D、E。这5纱线单丝直径均为6.5μm,纱线线密度均为170tex。2 5种使用不同浸润剂的纱线各项物理机械性能及可编织性比较研究 鉴于所研究的纱线的最终用途为适于编织,分别测试了5 种纱线的勾结强力、耐磨性(耐磨断性、耐起毛性) 、硬度指标。2. 1 浸润剂对纱线物理机械性能的影响