非織造復(fù)合材料的應(yīng)用

1、論文非織造復(fù)合材料的應(yīng)用Application of Nonwoven Composites 姓 名： 專 業(yè)： 學(xué) 號(hào)： 2013年12月12日 摘 要本文是關(guān)于非織造復(fù)合材料在生活和工作上的應(yīng)用。非織造布的復(fù)合技術(shù)又稱層壓，是把兩層或者多層相同或不同的材料通過(guò)加熱、加壓，有時(shí)再加上粘合劑，結(jié)合為整體的方法，成為復(fù)合材料，從而形成一種新的材料。 多種材料的復(fù)合能夠發(fā)揮其中各材料的優(yōu)點(diǎn)，克服單一材料的缺陷，擴(kuò)大材料的應(yīng)用范圍。復(fù)合技術(shù)應(yīng)用廣泛，其中最典型的例子就是傳統(tǒng)的紡粘、熔噴法，例如多層的手術(shù)服材料，表面層是防水層，中間層是有阻隔作用的透氣膜，貼身的內(nèi)層是柔軟舒適的棉纖維材料。多層復(fù)合技術(shù)

2、除了可以加工一般的纖維材料外，還可以加工如泡沫海綿、木材、塑料和金屬等其他材料，制成如夾板、擋風(fēng)玻璃和復(fù)合鋁合金板等復(fù)合材料，并應(yīng)用在各種工業(yè)領(lǐng)域的很多產(chǎn)品中。非織造布也可以通過(guò)復(fù)合技術(shù)用來(lái)提高其附加值，擴(kuò)大應(yīng)用范圍，并滲透到很多新的領(lǐng)域中去。關(guān)鍵詞：復(fù)合材料；非織造；非織造復(fù)合材料；非織造復(fù)合材料應(yīng)用ABSTRACT This article is about the non-woven composite material in the application of life and work. Also called laminated nonwovens composite techn

3、ology, is to put the two layer or layers of same or different materials by heat, pressure, sometimes combined with adhesive, combination method for overall, become a composite material, thus forming a kind of new material. A composite of a variety of materials can play the advantages of various mate

4、rials, to overcome the defects of the single material, enlarge the range of materials. Composite technology widely used, one of the most typical example is the conventional spun-bonded, melt-blown method, such as multilayer surgery clothing materials, surface layer is a waterproof layer, middle laye

5、r is a barrier for breathable membrane, close-fitting lining is soft and comfortable cotton material. Multi-layer composite technology in addition to processing general fiber material, can also processing such as foam sponge, wood, plastic and other materials such as metals, such as splint made, win

6、dshield, and composite materials, composite aluminum alloy plates and application in various industrial fields of many products. Nonwovens can also through the composite technology used to improve its added value, expand the application range, and penetration into many new areas.Key words：Composite

7、materials; Nonwovens; Non-woven composite material; Non-woven composite material application目 錄第一章 前言11.1 非織造復(fù)合的應(yīng)用領(lǐng)域11.1.1 復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域1第二章 非織造復(fù)合材料在汽車上的應(yīng)用2 2.1 汽車工業(yè)是纖維材料潛力巨大的2 2.1.1非織造材料在汽車中的應(yīng)用2 2.1.2 汽車用非織造材料品種2 2.1.3 國(guó)內(nèi)車用非織造材料生產(chǎn)情況3 2.2開發(fā)趨勢(shì)4 第三章 土工布43.1 土工布43.1.1 隧道53.1.2 垃圾填埋場(chǎng)5 3.1.3 道路（公路，鐵路，機(jī)場(chǎng)）63.1

8、.4 排水73.1.5 堤壩73.2 土工布的過(guò)去和未來(lái)發(fā)展8第四章 非織復(fù)合材料的其他領(lǐng)域84.1 非織造復(fù)合材料84.1.1 導(dǎo)電材料84.1.2 保溫隔熱材料 8 4.1.3 過(guò)濾材料9 4.1.3.1食品醫(yī)療衛(wèi)生用9 4.1.3.2 產(chǎn)業(yè)用94.1.4 絕緣材料94.1.5 農(nóng)用材料104.1.6 擦拭材料104.1.7 音響材料10 4.2.發(fā)展設(shè)想104.2.1生物纖維的應(yīng)用104.2.2 高強(qiáng)高模等新穎纖維的應(yīng)用10參考文獻(xiàn)1110第1章 前言 非織造布的復(fù)合技術(shù)又稱層壓，是把兩層或者多層相同或不同的材料通過(guò)加熱、加壓，有時(shí)再加上粘合劑，結(jié)合為整體的方法，成為復(fù)合材料，從而形成一

9、種新的材料。 多種材料的復(fù)合能夠發(fā)揮其中各材料的優(yōu)點(diǎn)，克服單一材料的缺陷，擴(kuò)大材料的應(yīng)用范圍。復(fù)合技術(shù)應(yīng)用廣泛，其中最典型的例子就是傳統(tǒng)的紡粘、熔噴法，例如多層的手術(shù)服材料，表面層是防水層，中間層是有阻隔作用的透氣膜，貼身的內(nèi)層是柔軟舒適的棉纖維材料。多層復(fù)合技術(shù)除了可以加工一般的纖維材料外，還可以加工如泡沫海綿、木材、塑料和金屬等其他材料，制成如夾板、擋風(fēng)玻璃和復(fù)合鋁合金板等復(fù)合材料，并應(yīng)用在各種工業(yè)領(lǐng)域的很多產(chǎn)品中。非織造布也可以通過(guò)復(fù)合技術(shù)用來(lái)提高其附加值，擴(kuò)大應(yīng)用范圍，并滲透到很多新的領(lǐng)域中去。復(fù)合技術(shù)是一種開發(fā)新材料、新產(chǎn)品的重要加工手段，簡(jiǎn)單且成本低廉，應(yīng)該作為重點(diǎn)發(fā)展的方向之一，

10、其主要原因可歸納為以下幾點(diǎn)。 (1)技術(shù)進(jìn)步和社會(huì)的發(fā)展需要不斷地開發(fā)新的材料和提升材料的性能。 (2)產(chǎn)品差別化是企業(yè)的一項(xiàng)重要精整策略，開發(fā)生產(chǎn)與眾不同的產(chǎn)品，才能立于不敗之地，材料是產(chǎn)品差別化的重要一環(huán)。 (3)開發(fā)單一的新材料需要投入很多資源，并存在巨大的風(fēng)險(xiǎn)。而且往往很難滿足所需功能的要求。 (4)利用現(xiàn)有材料復(fù)合成新的材料，可提高材料性能，使其具有新的特征，可以滿足特定的用途。 (5)多層復(fù)合技術(shù)相對(duì)簡(jiǎn)單，投資小，非織造卷材廠和制品廠可用該項(xiàng)技術(shù)開發(fā)新產(chǎn)品，發(fā)展新業(yè)務(wù)。 材料的多層復(fù)合時(shí)通常需要加熱加壓，還常使用粘合劑。多層復(fù)合過(guò)程可以分成施加粘合劑和加固兩部分。復(fù)合工藝可以分為干

11、法、濕法和多層復(fù)合。干法和濕法一次只能進(jìn)行兩種材料的復(fù)合，效率比較低，但是成本低廉。下面介紹幾種復(fù)合技術(shù)。1.1 應(yīng)用領(lǐng)域1.1.1 復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域 (1)復(fù)合材料的形式多種多樣，如各類紡織物和非織造布、泡沫海綿、塑料膜、皮革、紙張、金屬、木材、蜂窩板等，所以產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域很廣泛。 (2)在服裝工業(yè)領(lǐng)域，可以作服裝的襯布，高性能的運(yùn)動(dòng)服、休閑服、鞋類中運(yùn)動(dòng)鞋的的鞋幫鞋底、鞋內(nèi)襯、軟墊和撐、皮革和合成革。 (3)在家具領(lǐng)域可用作窗簾、遮陽(yáng)布、墻布，地毯背襯、地氈，水床和床墊，床褥套，百潔布，桌墊，行李箱襯和分隔材料，辦公室分隔板和辦公室家具。 (4)在體育休閑領(lǐng)域可用作體育運(yùn)動(dòng)器材，如帆船的風(fēng)

12、帆，沖浪板，潛水服，防衛(wèi)服和護(hù)身裝置。 (5)在醫(yī)療領(lǐng)域可用作多孔和無(wú)孑L的敷料和繃帶，透氣織物和彈性材料，腳墊、手術(shù)衣和病床床單。 (6)在過(guò)濾領(lǐng)域多層復(fù)合過(guò)濾材料用于高性能的過(guò)濾器，滿足在使用壽命、強(qiáng)度、容塵量和過(guò)濾效率方面的更高要求，這是當(dāng)今過(guò)濾材料的發(fā)展趨勢(shì)。7)在土木工程材料領(lǐng)域主要使用非織造布加格柵多層復(fù)合材料。(8)在建筑領(lǐng)域中可用作隔音和保溫材料，地氈、底板等。鋁的多層復(fù)合材料具有極小的質(zhì)量和極高的強(qiáng)度，應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，在建筑上可以承受特殊地區(qū)超高、超大建筑的風(fēng)壓強(qiáng)度要求，也可以滿足建筑過(guò)程中更大的分隔需要，并具有非常好的平整度和優(yōu)越的加工性能。(9)在交通能源領(lǐng)域可用作飛機(jī)

13、、火箭、艦船和游艇的殼體、結(jié)構(gòu)件、零部件；飛機(jī)、車船的內(nèi)裝飾，如座椅、地毯、車頂棚、車門、行李箱等；汽車車身、受力構(gòu)件、傳動(dòng)軸、發(fā)動(dòng)機(jī)架；隔音、隔熱件；預(yù)加粘合劑材料和模壓件預(yù)復(fù)合材料；太陽(yáng)能電池、風(fēng)能發(fā)電機(jī)葉片等。(10)在國(guó)防工業(yè)領(lǐng)域可用作防彈衣、防彈頭盔，裝甲車內(nèi)襯，迷彩服等。（11）復(fù)合材料領(lǐng)域可用作以玻璃環(huán)境，碳纖維以及金屬絲等材料作為增強(qiáng)體合成材料。由于其優(yōu)異的特性，廣泛應(yīng)用航空航天，汽車，電子電氣，建筑，能源健身器材等領(lǐng)域，大有發(fā)展前景。第2章 非織造復(fù)合材料在汽車上的應(yīng)用汽車工業(yè)是纖維材料的一個(gè)具有巨大潛力的市場(chǎng)，盡管在汽車所用的原材料中按重量計(jì)纖維材料僅占3%。如今在汽車中應(yīng)

14、用的基于非織造材料的零件已超過(guò)40種，從空氣和油的過(guò)濾介質(zhì)到內(nèi)飾材料等，內(nèi)飾非織造材料包括聲、熱絕緣材料，結(jié)構(gòu)件以及裝飾件。模壓成型的非織造內(nèi)飾件包括門內(nèi)飾、行李艙蓋板、車頂、車廂襯墊、座椅靠背等。 2.1 汽車工業(yè)是纖維材料潛力巨大的北美和歐洲汽車內(nèi)飾材料市場(chǎng)將從2003年的170億美元增加到2008年的220億美元,主要內(nèi)飾材料包括座椅、門內(nèi)飾板、車廂地毯、車頂、儀表板、行李艙蓋板以及吸音、隔熱、隔振材料。2.1.1非織造材料在汽車中的應(yīng)用如今在汽車中應(yīng)用的基于非織造材料的零件已超過(guò)40種,從空氣和油的過(guò)濾介質(zhì)到內(nèi)飾材料等,內(nèi)飾非織造材料包括聲、熱絕緣材料、結(jié)構(gòu)件以及裝飾件。模壓成型的非織

15、造內(nèi)飾件包括門內(nèi)飾、行李艙蓋板、車頂、車廂襯墊、座椅靠背等。1997年時(shí)生產(chǎn)一輛轎車僅需1m2非織造材料,今天則已需20m2非織造材料(折合重量為1520kg),而且用量還在繼續(xù)增加。汽車中不同應(yīng)用部位占用非織造材料的比例(按面積計(jì))分別為:吸音、隔音、隔振襯墊材料17%,地毯43%,車廂襯墊13%,發(fā)動(dòng)機(jī)罩襯墊10%,座椅6%,車頂內(nèi)飾6%,后艙蓋板3%,車門內(nèi)飾1%,其他1%。汽車用非織造材料可分為模壓內(nèi)飾件(車頂、后艙蓋板、車門內(nèi)飾及頭枕、模壓地毯),吸音和絕熱材料(聲、熱絕緣材料,蓬松的纖維基襯墊可模壓成型)以及復(fù)合和疊層材料(高性能纖維、天然纖維非織造片材,玻璃纖維非織造片材及其他)

16、。汽車用非織造材料所用的纖維包括聚酯纖維、聚丙烯纖維、玻璃纖維、碳纖維和天然纖維（如亞麻、大麻、黃麻和劍麻纖維等）。2.1.2 汽車用非織造材料品種針刺非織造材料：針刺地毯,可與基底材料復(fù)合、模壓成型制成車頂、衣帽架、門內(nèi)飾等部件、輪罩襯里、行李艙襯墊等。聲、熱及振動(dòng)絕緣材料：用密度為50100kg/m3、面密度為5001800g/m2的纖網(wǎng)加工成表面帶壓敏膠的自粘性片材或模壓件,可用于車頂襯墊、車門襯墊、地毯下汽車地板用吸音、隔音、隔熱、隔振材料。密度為100250kg/m3且表面復(fù)合裝飾面料的具有隔音性能和自支承的模壓件,可用于發(fā)動(dòng)機(jī)罩,汽車艙室前端、儀表板的絕緣材料以及地板、行李箱、車頂

17、襯墊。上述兩種低密度、中密度非織造絕緣材料過(guò)去多用廢纖維加酚醛樹脂粉末經(jīng)成網(wǎng)熱固化制成,因環(huán)保要求,趨向于限制使用酚醛樹脂,現(xiàn)已開發(fā)出采用廢纖維中加入熱塑性纖維,經(jīng)混合、成網(wǎng)、熱熔粘合而成,并可進(jìn)一步模壓的工藝。2.1.3 國(guó)內(nèi)車用非織造材料生產(chǎn)情況上世紀(jì)80年代中期，上海市紡織科學(xué)研究院在“七五”和“八五”國(guó)家重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目中，先后研究開發(fā)了汽車內(nèi)飾用非織造材料，如低密度吸音、隔熱、隔震襯墊材料，中、高密度非織造結(jié)構(gòu)內(nèi)飾件（如車頂內(nèi)飾、門內(nèi)飾、后艙蓋板等），上述研究項(xiàng)目現(xiàn)已應(yīng)用于生產(chǎn)（如溫州環(huán)球汽車襯墊有限公司、常熟汽車飾件有限公司），產(chǎn)品達(dá)到德國(guó)大眾汽車公司標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)內(nèi)的一些汽車內(nèi)飾件廠也

18、通過(guò)引進(jìn)技術(shù)與生產(chǎn)線以及自行開發(fā)，生產(chǎn)各類汽車內(nèi)飾件（如針刺模壓地毯、車頂內(nèi)飾等）。目前我國(guó)已形成初具規(guī)模的一批重點(diǎn)非織造材料生產(chǎn)企業(yè)，可滿足汽車整機(jī)廠配套所需的各類內(nèi)飾用非織造材料。去年儀征化纖股份有限公司與世界最大的功能布料用聚合紗線生產(chǎn)商美國(guó)UNIFI公司合資成立的儀化宇輝化纖有限公司揭牌成立并正式投入運(yùn)營(yíng)。合資后，儀化的長(zhǎng)絲產(chǎn)品將歷史性地進(jìn)入汽車裝飾面料等新領(lǐng)域，產(chǎn)品附加值和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力將得到進(jìn)一步提升。近年來(lái)，世界聚酯發(fā)展格局正處于不斷調(diào)整之中，世界聚酯的產(chǎn)業(yè)中心向中國(guó)轉(zhuǎn)移，中國(guó)成為世界聚酯生產(chǎn)和消費(fèi)第一大國(guó)。滌綸長(zhǎng)絲的發(fā)展非常迅速，特別是汽車裝飾面料的發(fā)展勢(shì)頭良好，市場(chǎng)空間廣闊，對(duì)

19、細(xì)旦絲及功能性差別化纖維的需求有明顯上升趨勢(shì)。據(jù)預(yù)測(cè)，隨著中國(guó)汽車消費(fèi)高潮的到來(lái)，國(guó)內(nèi)以裝飾為主的汽車面料市場(chǎng)也隨之加快發(fā)展，市場(chǎng)需求將達(dá)800億元。做為美國(guó)500強(qiáng)上市公司的UNIFI負(fù)責(zé)人表示，合資公司要在5年內(nèi)實(shí)現(xiàn)年銷售收入5億美元的目標(biāo)。雙方共同努力將合資公司打造成國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、世界一流的差別化長(zhǎng)絲生產(chǎn)商。由西安交通大學(xué)與廣東省東方劍麻集團(tuán)有限公司聯(lián)合研制成功“環(huán)保型劍麻纖維增強(qiáng)汽車剎車片”，經(jīng)過(guò)權(quán)威部門性能測(cè)試，剎車片的摩擦系數(shù)、磨損率、硬度、沖擊韌性等各項(xiàng)性能均達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，專家們一致認(rèn)為：該種以劍麻作為增強(qiáng)纖維的環(huán)保型汽車剎車片產(chǎn)品具有摩擦系數(shù)平穩(wěn)、熱恢復(fù)性能好、剎車噪音小、使用壽命

20、長(zhǎng)、低成本等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)在生產(chǎn)和使用過(guò)程中消除了對(duì)人體的危害及對(duì)環(huán)境的污染，開創(chuàng)了我國(guó)汽車剎車片的新時(shí)代。目前剎車片的主流增強(qiáng)纖維以鋼纖維、碳纖維、玻璃纖維、芳綸纖維以及其他有機(jī)合成纖維等為主。但是，使用單獨(dú)一種纖維作為增強(qiáng)材料都存在一些弱點(diǎn)。因此，目前往往采用數(shù)種纖維混合增強(qiáng)摩擦材料。劍麻纖維是可再生資源，并能夠自然降解，分解產(chǎn)物無(wú)毒無(wú)害，摩擦性能優(yōu)良。經(jīng)過(guò)幾年的研究，科研人員在產(chǎn)品的開發(fā)和研究過(guò)程中攻克了劍麻纖維應(yīng)用于汽車制動(dòng)材料的關(guān)鍵技術(shù)難題，成功研制出了單純以劍麻纖維增強(qiáng)的汽車用制動(dòng)材料，這在摩擦增強(qiáng)纖維研究領(lǐng)域也是一個(gè)創(chuàng)新。2006年3月29日，在盛況空前的中國(guó)國(guó)際紗線展覽會(huì)上，由煙臺(tái)

21、氨綸股份有限公司研制成功，首次亮相國(guó)內(nèi)的高科技纖維芳綸1313成為整個(gè)展會(huì)的主角。從而，中國(guó)昔日美國(guó)芳綸禁運(yùn)的重點(diǎn)對(duì)象，如今突出重圍，成功地實(shí)現(xiàn)了芳綸1313的工業(yè)化生產(chǎn)，并躋身于世界三大芳綸制造商行列，與美國(guó)杜邦公司、日本帝人公司共同掌控世界芳綸市場(chǎng)。與國(guó)外的先進(jìn)水平相比，我國(guó)汽車內(nèi)飾材料的研究和開發(fā)工作存在很大差距。汽車內(nèi)飾非織造材料的研究與開發(fā)力度不夠，在環(huán)保型材料、輕量化、高強(qiáng)度復(fù)合材料、高性能汽車過(guò)濾材料以及電動(dòng)汽車電池隔膜材料等帶有前瞻性，并會(huì)影響汽車用材料工業(yè)未來(lái)發(fā)展的重大研究課題方面還是空白。2.2 開發(fā)趨勢(shì)（1）安全性高的優(yōu)秀的增強(qiáng)纖維。天然纖維廢料在以焚化方式處理過(guò)程中,僅

22、發(fā)散出CO2,而在天然纖維生長(zhǎng)過(guò)程的光合作用中又要吸收CO2,因此天然纖維是一種天然的可每年新生的一種資源；天然纖維密度小,可制成輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料；在發(fā)生碰撞事故中,與玻璃纖維增強(qiáng)塑料件比其模壓件不會(huì)產(chǎn)生銳利碎片,因而更安全,同時(shí)也不像玻璃纖維會(huì)引起皮膚及呼吸道過(guò)敏反應(yīng)。國(guó)外汽車內(nèi)飾材料開發(fā)研究方面一個(gè)值得注意的趨勢(shì)是:汽車內(nèi)飾結(jié)構(gòu)材料重視采用麻類天然纖維。歐洲汽車工業(yè)使用的麻類纖維自1996年以來(lái)以很高的速率增長(zhǎng),1999到2000年增長(zhǎng)了90%,2001年其使用比例達(dá)到17%。采用天然纖維的熱塑性或熱固性模壓件已成為歐系轎車的標(biāo)準(zhǔn)配置,每輛轎車所用的天然纖維達(dá)510kg,作為一種新的加工技術(shù)麻

23、類天然纖維+聚丙烯注射模壓技術(shù)在未來(lái)幾年中將呈繼續(xù)增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。（2）長(zhǎng)的原因在于其可提供生態(tài)與性更佳以及耐沖擊韌性更好的結(jié)構(gòu)件。由美國(guó)Ford公司參加的英國(guó)Qinetig2Led公司的生態(tài)型汽車用非織造材料研究項(xiàng)目的目標(biāo)是：開發(fā)用于注塑成型內(nèi)飾件的天然纖維熱塑性非織造復(fù)合材料技術(shù),以減少汽車工業(yè)對(duì)不可持續(xù)原材料的依賴。根據(jù)歐共體的法規(guī),至2015年汽車必須以95%的可循環(huán)使用的材料制造。天然纖維是一種可以新生的原料，其產(chǎn)品更容易循環(huán)使用,且能耗較少、較低。Ford公司認(rèn)為天然纖維相對(duì)于合成纖維是更好的吸收能量的材料,可以制造更強(qiáng)韌、受撞擊不易碎裂的板材,從而安全性更佳。使用天然纖維復(fù)合材料還有

24、利于降低車輛重量,改進(jìn)車輛的燃油經(jīng)濟(jì)性。第3章 土工布合成材料3.1 土工布 土工合成材料是巖土工程和土木工程等工程建設(shè)用聚合物材料或聚合物工程材料的總稱，起源于土工布，又稱土工織物。在應(yīng)用初期，土工布與土工合成材料沒(méi)有嚴(yán)格的劃分，土工布承擔(dān)著加筋、過(guò)濾、排水等幾乎所有的功能，隨著各種類型的材料開發(fā)，加筋土工格柵和防水土工膜等材料出現(xiàn)，土工布被重新定位。 土工特種復(fù)合材料包括土工膜袋、土工網(wǎng)、土工網(wǎng)墊、土工格室、土工織物膨潤(rùn)土墊、聚苯乙烯泡沫塑料(EP S)等。 土工復(fù)合材料是由上述各種材料復(fù)合而成，能起到多種功能的作用，更好地滿足具體工程的需要，如復(fù)合土工膜、復(fù)合土工布、復(fù)合防排水材料(排水

25、帶、排水管)等。土工合成材料具有土過(guò)濾、排水、防滲、加筋、防護(hù)、隔離、表面沖蝕防護(hù)等作用。過(guò)濾：在液體壓力的作用下'液體通過(guò)土工布或土工布有關(guān)產(chǎn)品同時(shí)保持土壤及其顆粒不流失。典型產(chǎn)品有土工布。排水：收集降水、地l下水和(或)其他液體，并沿土工布或土工布有關(guān)產(chǎn)品平面進(jìn)行傳輸。典型產(chǎn)品有土工網(wǎng)。防滲：通過(guò)土工布或土工布有關(guān)產(chǎn)品的應(yīng)用，防止或限制液體的遷移。典型產(chǎn)品有土工膜。加筋：利用土工布或土工布有關(guān)產(chǎn)品的應(yīng)力 應(yīng)變性能改善土壤或其他建筑材料的力學(xué)性能。典型產(chǎn)品有土工格柵。防護(hù)：通過(guò)土工布或土工布有關(guān)產(chǎn)品的應(yīng)用，防止或限制特定材料的局部破損。典型產(chǎn)品有土工網(wǎng)墊。隔離：防止相鄰的土壤和(或)

26、其他填料等介質(zhì)的混合。典型產(chǎn)品有土工布。表面沖蝕防護(hù)：防止或限制土體表面(如斜坡處)土壤及其他材料的滑移和流失。典型產(chǎn)品有土工布、土工格柵等。在水利工程中，土工合成材料主要用于海堤、江堤、湖堤達(dá)標(biāo)工程，水庫(kù)加固工程，圍墾工程，防汛搶險(xiǎn)。在公路鐵路航空港工程中用于軟基加固處理、邊坡防護(hù)、路面防反射裂縫結(jié)構(gòu)層、排水系統(tǒng)、綠化隔離帶。在電工工程中用于核電站基礎(chǔ)工程、火電灰壩工程、水電站工程、垃圾填埋工程等。3.1.1 隧道如圖1所示，在隧道的噴漿混凝土與預(yù)制拱架之間，由于巖石的移動(dòng)或由于噴漿混凝土的粗糙便面會(huì)損壞支架的隔離膜，從而導(dǎo)致水泄露。為了避免這種危險(xiǎn)將土工布插入之間，它可承受機(jī)械壓力，保護(hù)隔

27、離層并作為充填層，從而不僅保護(hù)隔離層，而且還起到了表面排水的作用，使從巖石滲出的水分，從廢紙不中疏導(dǎo)到集水管或下水管。3.1.2 垃圾填埋場(chǎng)如圖2所示，在垃圾填埋場(chǎng)中，非織布體現(xiàn)了四各方面的作用（1） 保護(hù)，例如對(duì)土工膜和土工網(wǎng)的保護(hù)，每一層土工膜均會(huì)有非織造布對(duì)其進(jìn)行保護(hù)，（2） 疏導(dǎo)，垃圾填埋場(chǎng)中液體和氣體收集后，非織造布作為介質(zhì)進(jìn)行疏導(dǎo)。（3） 隔離，例如隔離泥土與粒石（4） 過(guò)濾，在隔離的同事起過(guò)濾作用 （固態(tài)填埋場(chǎng)）3.1.3道路（公路，鐵路，機(jī)場(chǎng)）在粒石層與土層之間加入非織造布，將土層與粒石層之間隔離，允許水向上，但阻止泥土流過(guò)，則可避免翻漿情況。同時(shí)這層非織造布還起到將水疏導(dǎo)到排

28、水系統(tǒng)的作用。從而，使公路壽命延長(zhǎng)35倍。同時(shí)起著隔離，過(guò)濾，疏導(dǎo)和增強(qiáng)的作用，如圖53.1.4排水圖6所示，在公路，鐵路或其他地下水的排水，經(jīng)常采用帶空的管道很容易被水帶來(lái)泥沙所堵塞，而采用在管道外包一層非織布的方法可避免這種事情的發(fā)生3.1.5堤壩堤壩中的水和毛細(xì)（管）作用會(huì)對(duì)堤壩造成損害，而鋪設(shè)土工非織布會(huì)收集和轉(zhuǎn)移會(huì)對(duì)堤壩造成損害的”禍水”。消散非織造布下面的流體，同時(shí)亦可抵擋流浪和暗流的沖擊，從而極大的提高堤壩的壽命。 以上僅是非織造土工布在土工工程中應(yīng)用的幾個(gè)典型方面。實(shí)際上非織造復(fù)合材料在土工布領(lǐng)域上的應(yīng)用還有不少，例如做土工護(hù)墻，泥圍欄，對(duì)有裂縫路面進(jìn)行修補(bǔ)等方面，而且隨著認(rèn)識(shí)

29、和技術(shù)的提高，其應(yīng)用范圍額在不斷擴(kuò)大。3.2 土工布的過(guò)去和未來(lái)發(fā)展 國(guó)外對(duì)土工布的應(yīng)用早在60年代就已開始，美國(guó)是世界上土工布消費(fèi)量最大的國(guó)家，它在90年代初對(duì)其年用量就在3億m2以上，近幾年用量達(dá)到7億m2。歐洲和曰本的土工布也得到較快發(fā)展，歐洲土工布近幾年的年用量也在4億m2左右，其中紡粘法非織造布占非織造土工布的60左右；曰本在90年代中期以后對(duì)土工布的應(yīng)用有顯著的增長(zhǎng)。曰本非織造土工布中以紡粘法用量最大，約占非織造土工布總量的60，而且主要是PET紡粘布。 在“十五”及至“十一五”計(jì)劃期間，我國(guó)規(guī)劃在水利、電力、交通、環(huán)境保護(hù)、江河治理等各項(xiàng)工程上的投資巨大，包括水利建設(shè)、南水北調(diào)工

30、程、電力投資、公路和鐵路建設(shè)、環(huán)境工程建設(shè)，還有港口、機(jī)場(chǎng)、垃圾處理、江河湖海治理、治沙等等工程，投資計(jì)達(dá)上萬(wàn)億元。中國(guó)在今后10年或更長(zhǎng)時(shí)間，將會(huì)有更多的基礎(chǔ)設(shè)施工程要建設(shè)，對(duì)土工布的需求也將會(huì)越來(lái)越多，中國(guó)將成為世界土工合成材料的最大營(yíng)銷市場(chǎng)。第四章 其他非織造復(fù)合材料的開發(fā)現(xiàn)狀與發(fā)展設(shè)想4.1 非織復(fù)合材料 人類社會(huì)的進(jìn)步，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展對(duì)復(fù)合非織造材料產(chǎn)品的品種和功能不斷提出新的要求。合成纖維、無(wú)機(jī)纖維和各種高強(qiáng)、高模功能纖維的問(wèn)世，有機(jī)型、無(wú)機(jī)型的各類黏合劑、助劑的開發(fā)成功，造紙尤其是長(zhǎng)纖維造紙工藝技術(shù)、設(shè)備的改進(jìn)，適應(yīng)了這些新原料的抄造，特別是多學(xué)科的交叉與結(jié)合，研制成綜合了不同材

31、料特性的新穎材料，為滿足各行各業(yè)尤其是尖端科學(xué)技術(shù)的需求提供了先決條件。4.1.1導(dǎo)電材料 非織造導(dǎo)電材料通常選用或添加導(dǎo)電纖維和粉末(如金屬纖維、碳纖維、經(jīng)電鍍處理的纖維、金屬粉末、碳粉等)抄造而成，可以用作燃料電池的電極材料、發(fā)熱材料和電磁波屏蔽材料等。 能源和環(huán)境是人類社會(huì)持續(xù)發(fā)展的兩大戰(zhàn)略，清潔高效的可再生替代能源的開發(fā)利用在各個(gè)領(lǐng)域都得到不同程度的重視。國(guó)際能源界研究的質(zhì)子交換膜燃料電池在經(jīng)歷了電動(dòng)汽車領(lǐng)域應(yīng)用的風(fēng)起云涌之后，目前的開發(fā)重心集中在通信基站備用電源、叉車和觀光游覽車用發(fā)動(dòng)機(jī)和移動(dòng)便攜式電源三個(gè)領(lǐng)域，而通信基站備用電源是重中之重。PEMFC用碳紙是以100碳纖維抄造成原紙

32、，經(jīng)浸漬樹脂、熱壓、高溫碳化與石墨化制成。用作PEMFC的多孔擴(kuò)散層電極材料在電極中起支撐催化劑層和穩(wěn)定電極結(jié)構(gòu)的作用，還具備為電極反應(yīng)提供氣體通道、電子通道和排水通道等多種功能。該電極材料具有均勻而致密的多孔結(jié)構(gòu)、優(yōu)異的透氣性、高的電子傳導(dǎo)能力、良好的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。4 .12保溫隔熱材料 對(duì)于有耐溫要求，常規(guī)保溫材料均以無(wú)機(jī)纖維如玻璃纖維、陶瓷纖維、硅酸鋁纖維、氧化鋁纖維和石棉纖維、海泡石纖維等為原料。純纖維濕法工藝制造的隔熱保溫材料剛性強(qiáng)、強(qiáng)度高，但密度高、導(dǎo)熱系數(shù)高。石棉是無(wú)機(jī)纖維保溫材料最佳原料，用石棉制作的隔熱保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)達(dá)0027 W(m·K)，而空氣的導(dǎo)熱

33、系數(shù)0023 W(m·K)。由以纖維紙、氈及蜂窩材料為基材，與二氧化硅氣凝膠復(fù)合的筒狀或板狀體保溫材料，其基材可用無(wú)機(jī)纖維或化學(xué)纖維。選用無(wú)機(jī)纖維基材的制品，可耐溫8000C，厚度最小為05 mm，密度最低為100 ksm3，抗壓強(qiáng)度達(dá)1 MPa以上，導(dǎo)熱系數(shù)最低僅0015 W(m·K)。 低溫隔熱保溫材料主要用于液氮、液氫、液氧、液氦等容器隔熱保溫層。這類容器保溫層的隔熱是采用高度真空多層絕熱結(jié)構(gòu)，即在高度真空的容器壁夾層中填充多層絕熱材料。絕熱層的性能取決于壁內(nèi)的真空狀態(tài)。早期的低溫隔熱保溫材料采取在纖維中添加活性炭顆粒(粉末)混合抄造，由于活性炭顆粒難以與纖維質(zhì)載體牢

34、固結(jié)合，強(qiáng)度差，在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)飛揚(yáng)而造成環(huán)境污染。對(duì)于要求相對(duì)較低的液氮生物容器(一196)，則采用化學(xué)纖維來(lái)生產(chǎn)隔熱保溫材料，其特點(diǎn)是厚度薄，透氣性好。深冷低溫工程的液氦級(jí)生物容器(一269'12)對(duì)真空度要求較高，難以依靠機(jī)械抽吸方式達(dá)到，除要求隔熱材料具有高透氣性能利于抽真空外，還需具有吸附層間殘余氣體的能力。利用活性炭纖維優(yōu)異的吸附性，與其他纖維混抄，能滿足液氦級(jí)生物容器的性能要求。4.13過(guò)濾材料過(guò)濾材料是復(fù)合非織造材料中的一個(gè)大類，品種多，用途廣，大致可分為生活用和產(chǎn)業(yè)用兩大類。4.131 食品與醫(yī)療衛(wèi)生用 中國(guó)是茶葉大國(guó)，袋泡茶攜帶與使用方便，深受歡迎。用于袋泡茶的茶葉袋

35、濾紙具有很好的水透過(guò)性，分為非熱封型和熱封型兩種。這類材料還可用于制作袋泡咖啡、袋泡中藥等，又可利用其高透氣性用作干燥劑、除臭劑的包裝袋及醫(yī)用消毒袋，應(yīng)用場(chǎng)合在不斷拓寬。 過(guò)濾食用油用的材料需要有較蓬松的結(jié)構(gòu)、較高的強(qiáng)度和均勻的過(guò)濾性能，應(yīng)采用化學(xué)纖維以濕法非織造技術(shù)生產(chǎn)。該類產(chǎn)品主要用于過(guò)濾炸制方便食品后的食用油的過(guò)濾，以除去油炸后的沉渣、稠塊和病原菌等，使食用油可有限次的重復(fù)使用 口罩濾紙通常以木漿為原料，面密度低，為1214 gm2，透氣度在1 300 L(m2·s)左右，用于制造一次性口罩。紙質(zhì)El罩價(jià)格便宜、加工簡(jiǎn)單，國(guó)內(nèi)外發(fā)展很快，大多用于食品、電子和醫(yī)藥加工業(yè)，以過(guò)濾較

36、大顆粒的灰塵和雜質(zhì)，對(duì)于病毒的過(guò)濾作用不大。國(guó)內(nèi)外已開發(fā)出高效防病毒復(fù)合口罩，配套的過(guò)濾材料是一種透氣性等要求遠(yuǎn)高于常規(guī)VI罩濾紙的濕法非織造材料。4.132產(chǎn)業(yè)用產(chǎn)業(yè)用非織造過(guò)濾材料有廣闊的應(yīng)用前景。選用不同品種、規(guī)格的纖維原料，可制造出各種性能與適宜于不同場(chǎng)合使用的過(guò)濾材料。4.14絕緣材料復(fù)合非織造絕緣材料品種眾多，主要是以合成纖維等生產(chǎn)的各類電池隔膜材料、芳綸紙、電機(jī)槽絕緣材料等。電池隔膜材料是一個(gè)大系列產(chǎn)品。除木漿制造的漿層紙(紙板電池隔膜)、玻璃棉或玻璃纖維制造的鋰亞硫酰氯電池隔膜、玻璃棉或PP纖維生產(chǎn)的鉛酸電池隔板等隔膜材料外，還有以合成纖維為主要原料生產(chǎn)的各種堿性電池隔膜，包括

37、以PVA纖維為原料的鎳鎘電池隔膜，以聚烯烴纖維為原料的鎳氫電池隔膜，以PVA纖維、粘膠纖維、木漿等混合抄造的堿性鋅一二氧化錳電池(簡(jiǎn)稱堿錳電池)隔膜。4.15農(nóng)用材料 農(nóng)業(yè)技術(shù)經(jīng)歷了原始農(nóng)業(yè)、傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)階段后進(jìn)入了將現(xiàn)代信息技術(shù)、生物技術(shù)和工程裝備技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)階段。 精準(zhǔn)播種機(jī)使用的精播種子袋是精準(zhǔn)種子工程和精準(zhǔn)播種技術(shù)得以實(shí)施的關(guān)鍵配套材料。精準(zhǔn)播種機(jī)將濕法非織造材料制作的精播種子袋播入地里，種子袋吸收地里的水分而分解，不僅保證種子發(fā)芽不受阻，而且分解物還可作為養(yǎng)分提供給種子用于發(fā)芽。精準(zhǔn)播種技術(shù)能節(jié)約大量?jī)?yōu)質(zhì)種子，又能使作物在田間獲得最佳分布，為作物生長(zhǎng)發(fā)育創(chuàng)造最佳環(huán)境，從而大大提高作物對(duì)營(yíng)養(yǎng)和太陽(yáng)能的利用率。4.16擦拭材料除產(chǎn)業(yè)用擦拭材料外，個(gè)人護(hù)理用與家庭清潔用擦拭巾也已越來(lái)越受到人們的青睞。擦拭材料從傳統(tǒng)的紡織品到干法非織造的化學(xué)浸漬、熱軋、水刺制品，發(fā)展到現(xiàn)在的濕法成型、水刺加固制品。4.17音響材料傳統(tǒng)揚(yáng)聲器紙盆以木漿纖維制造。為