4、多向織物
近些年來多向織物在復合材料中逐步顯示出優越性。多向織物中單層或多層織物通過縫合線結合在一起。考慮到性能和成本,聚酯纖維是較為常用的縫合線。縫合織物中除了0/90度織物外,也包括其它取向的纖維織物。多向織物具有以下優點:
優點:
縫合后的多向織物與編織織物的兩點主要優勢在于
(i) 更高的機械性能,由于織物中纖維取向平直沒有卷曲可以更好的傳遞載荷且避免了應力集中。同時單層織物中有多方向纖維也增強了整體性能。
(ii) 更快捷的鋪層工藝
多向織物可以得到更高的單層厚度,又因為多向纖維的存在使得所需的鋪層減少,極大地提高了生產效率。
缺點:
由于縫合用聚酯纖維與一些樹脂體系的結合性能較差,可能成為失效起點。縫合的多向織物生產時間長,設備復雜。同時為了得到高質量的表面,縫合多向織物的外層必須覆蓋由低密度纖維構成的低克重織物,也導致了成本的增加,而編織織物則不需要這些。此外密度極高的多向織物較難浸潤,在生產中如果控制不好容易產生纖維集束而產生樹脂富集區。特別是在0度方向。
編織&縫合
通過編織&縫合方式可以制成+/-45度織物。再加上0/90織物就可以構成四向織物。如圖所示:
同步縫合
同步縫合是通過針織工藝的特殊設備完成,不同的設備具有不同的精度,尤其是在控制纖維走向和保持纖維平行上。這種設備的工作流程為:首先獲得需要的取向和鋪層,然后將各層縫合在一起,如圖所示:
5、其它織物
短纖維氈
顧名思義是由隨機取向的短纖維經特殊的PVA粘合劑粘接而成的氈層,主要用于船舶制造行業。盡管PVA具有優異的隨形性和浸潤性,但是在使用中仍需特別注意PVA易吸潮,導致水分滲透產生水泡。目前因為短纖維氈的體積含量較低而較少在高性能復合材料制備中使用。
薄氈
薄氈是由隨機取向的連續細纖維構成,通過聚酯或PVA粘合劑粘結在一起。因為強度較低而不能作為增強材料使用,主要用作表面層以改善成品表面質量。克重在5~50sqm之間,玻纖薄氈的作用在于在復合材料表面生成一層樹脂富集區起到保護內層纖維的作用同時也可以防止在成品表面出現由于纖維波紋而產生的表面紋路。
三維織物
三維織物是由交叉的纖維編織而成的管狀織物,直徑由編織所需纖維數,纖維角度,單位長度上的節點數和纖維特數,織層結構可以采用平紋或斜紋等不同方式。通常編織角度是+/-45度,也可以在25度到75度間選擇,角度的選擇主要和纖維特數和纖維數量有關。角度越小直徑越小,因此可以在軸向上通過調整編織角度來改變直徑。三維織物的應用主要在桅桿,天線,驅動軸和其他需要抗扭強度較高的管狀結構上。