產(chǎn)業(yè)用線帶繩纜加工

產(chǎn)業(yè)用紡織品第三章產(chǎn)業(yè)用紡織品的加工技術一、紗線的分類及其加工技術1、紗線的種類按纖維種類分有純紡紗和混紡紗；按用途分有機織用紗、針織用紗、特種工業(yè)用紗等；按紡紗的工藝分有粗梳紗和精梳紗等；按外形和結(jié)構(gòu)分有單紗和股線、單絲與復絲、膨體紗與變形絲等；按紡紗方法分有環(huán)錠紗、自由端紗、自捻紗、噴氣紡紗、摩擦紡紗等。作為產(chǎn)業(yè)用纖維，棉紗中多用29.2-14.6tex的單紗，麻紗中一般用特別粗的作為繩、索、帶等；而合成纖維大多為束絲直紡紗，很少混紡。第一節(jié)紗、線、帶及其加工技術線類紡織品縫紉線、繡花線，醫(yī)用縫合線、漁網(wǎng)線、包裝袋用縫紉線、縫制裘皮用的高強低特純棉蠟線、縫制皮鞋和皮箱用的高強縫紉線、透明線、工藝裝飾線、編織線等?？p紉線的發(fā)展概況和種類縫紉線的品質(zhì)要求可縫性、耐用性、配伍性制線工藝并線與加捻、燒毛與絲光、煮練、漂染、后處理縫紉線可縫性測試方法

2、并捻技術并捻技術和并捻紗的趨勢是大卷裝化和低噪音化，是將幾根單絲并到一起然后卷取。并絲后加捻的并捻機，如縫紉線、繩、索一般經(jīng)初捻再復捻加工。機器由單絲斷頭自停、單絲張力調(diào)整、除去單絲上的雜疵等裝置構(gòu)成。并絲后加捻，雖然多了一道工序，但它能改善單絲張力的不勻使力趨于一致，能減少紗線的接頭。捻絲法從紡絲出來的紗線，直接使用的非常多，但也常有通過再加捻后使用的。加捻方式有干式和濕式兩種。濕式方法是將紗線通過水，并在帶水的狀態(tài)下加捻，這樣加捻容易，毛羽易貼伏，且捻度也穩(wěn)定，捻絲的表面也平滑光澤，并且強力較高。3、紡絲技術紡絲是通過熱、溶媒等的作用，使得流動的材料原液從細孔中噴出（擠出），再經(jīng)過牽伸、固化后，加工成纖維狀的工藝過程。理想的紡絲工藝可以認為是同時給材料有宏觀形態(tài)的纖維狀和微觀的多相異性結(jié)構(gòu)。為了得到較理想的纖維，紡出的纖維還必須經(jīng)牽伸、熱處理等后道工序來完善纖維的微細結(jié)構(gòu)后，才能提供給用戶。（1）常規(guī)紡絲方法：一般為熔融紡絲、干式紡絲、濕式紡絲三種。（2）特殊紡絲方法：如復合紡絲法，即在單纖維內(nèi)有多組成分的技術：一類是把多組成分在擠壓機內(nèi)進行混合紡絲；另一類是使用復數(shù)的擠壓機，在紡絲機用噴絲板上使得各種成分相混合而形成。（3）復合纖維的功能和用途表復合纖維在產(chǎn)業(yè)方面的用途

—自發(fā)卷縮——毛氈、氈毯—分割——超級細纖維：人造毛皮、紙、非織造布、過濾器—自己接著——印刷用篩網(wǎng)復合纖維—工業(yè)資材—導電性、制電性——工業(yè)資材—光傳導性———光通信、電子、計算機、醫(yī)學、產(chǎn)業(yè)機器—吸水性————工業(yè)資材—其它1、分類：繩索的種類非常多，按原料分有麻、絹絲、石棉、玻璃、芳綸、高強高模聚乙烯、金屬等纖維；按粗細分有細號繩索（直徑大約在4mm以下）、中號繩索（直徑大約在4-10mm）、粗號繩索（直徑在10mm以上）；按繩索的斷面分有三股、四股、六股、花式股等。繩索的共同特點是直徑、捻度、強度均勻，具有適合于使用目的要求的伸長、柔軟性、耐磨性，而且所具有的性能能保持一定的期限，加工成形方便，具有一定的經(jīng)濟性。繩索的加工可按照粗、中、細號繩索的不同來進行加工，如細繩索可采用捻絲機和紡麻紗機等合捻成股線，再將其通過制繩機合捻后制成。中號繩索是用環(huán)錠捻紗機或紡麻紗機將原絲并捻紗線，然后根據(jù)所需的根數(shù)來作成股線，進而將股線通過制繩機制成繩索。粗號繩索的加工過程與中號繩索基本類似，只是更粗些。二、繩索的分類及其加工技術繩是由多股紗或線捻合而成，直徑較粗的制品。兩股以上的繩復捻后稱索，直徑更粗的稱纜。繩類的品種規(guī)格很多，用途廣泛，如捆扎用的打包繩，船舶用的纜繩，起重裝卸用的吊索等。繩除了可按原料分類外，還可以按結(jié)構(gòu)分為編織、擰絞、編絞等三類。

編織繩手感柔軟，是由若干根紗線作芯線（或無芯線），外面有4組、8組直至160組紗線以“8”字形軌道編織成一層或多層。降落傘繩、救生索、攀登繩、旗桿繩、拉燈繩、包扎繩等都屬于編織繩，直徑在0.5~100mm之間。

擰絞繩由3股、4股或多股紗線加捻而成，加工方便，但在使用時易扭結(jié)，其直徑在4~50mm之間，一般用于船舶拖帶、起重、裝卸和民用等方面。

編絞繩由8根擰絞繩分4組以“8”字形軌道交叉編絞而成，強度高，耐磨性好，延伸率小，不易回轉(zhuǎn)扭結(jié)，手感柔軟，主要用于高噸位船舶帶繩，其形狀有圓形和方形，直徑在3~120mm之間。2、特性要求繩索的共同特點是：——直徑、捻度、強度均勻；——具有適合于使用目的要求的伸長、柔軟性，耐磨性；——具有的性能能保持一定的期限；——加工成形方便；——具有一定的經(jīng)濟性。3、加工繩索的加工可按照粗、中、細號繩索的不同來進行加工?！毨K、索可采用捻絲機和紡麻紗機等合捻成股線，再將其通過制繩機合捻后而制成?！刑柪K索，是用環(huán)錠捻紗機或紡麻紡紗機將原絲并捻紗線，然后根據(jù)所需的根數(shù)，作成股線，進而，將這股線通過制繩機制成繩索。——粗號繩索，加工過程基本與中號繩索類似，只是更加粗。

4、用途繩索用途很多，主要有船舶用（如將大型船舶停留在岸邊或浮標等處所用的繩索）、登山用、漁業(yè)用等等。三、帶的分類及其加工技術帶織物是寬度為0.3~30cm的狹條狀或管狀紡織品。有的工業(yè)傳送帶寬度也有達1m或1m以上的。帶織物可用機織、針織或編織加工。帶織物品種大體可分為5類：——彈性帶。如松緊帶、吊襪帶、羅紋帶、醫(yī)用繃帶等；——薄型帶。如電氣絕緣帶、打字色帶、花邊、飾帶等；——重型帶。如背包帶、褲帶、吊具帶、安全帶、傳送帶、降落傘帶等；——管狀套帶。如水龍帶、涂塑出水管、人造血管、鞋帶等；——其他。如尼龍搭扣帶、拉鏈帶、百葉窗帶、絲絨帶、環(huán)形卷煙帶、刺繡花邊帶、軍需用帶等。帶類織物根據(jù)用途、特性等的不同，其構(gòu)造、材料及加工也不同。1、材料：所用纖維有天然纖維和化學纖維，如棉、人造絲、尼龍、滌綸、芳綸等。2、構(gòu)造：有狹幅機織物、狹幅編織物、裁剪布條織物三大類。另外，除了機、編織物外，還有非織造的裁剪條帶。裁剪織物一般都經(jīng)過樹脂或涂層處理，以防止布邊的滑移。3、制造方法（1）狹窄織機：通常有5-20個梭子同時織造，轉(zhuǎn)速高達2500r/min。（2）裁剪加工：將闊幅織物裁成條帶時，一般采用連續(xù)卷取裝置，并用上下對接的滾刀，按所需的寬度來裁剪條帶；合成纖維也可采用加熱熔斷方法。（3）后加工：條帶根據(jù)用途有多種后處理加工工序，如對于裝飾條帶就得進行染色加工；對于標簽帶、色帶、膠帶等，就得進行樹脂加工和涂層加工等。4、性能帶類織物所用場合不同對其性能要求也不一樣，比如汽車用安全帶對其性能要求是（1）力學性能：如安全帶的拉伸強力應非常大，拉伸伸長率要小，要有較大的能量吸收性。（2）耐久性：要具有良好的耐磨性、耐寒性、耐熱性、耐水性、耐光性。（3）外觀、風格：對安全帶的幅寬和厚度有一定的要求，寬度通常在50mm，厚度在滿足上述性能的情況下，盡量薄。風格希望柔軟、系著要舒適。又如復印機、打印機色帶，除了要適應高速印字的耐久性外，還需使所印的字清晰，性能長時間穩(wěn)定，不污染紙張等。5、用途如在衣料、雜品用領域，有縫紉帶、拉鏈帶、裝飾帶、花邊帶、松緊帶、裙腰襯帶、寬緊帶、標簽布片、粘接膠布、伊達狹腰帶、卷尺帶等等。

在產(chǎn)業(yè)用領域，有汽車用安全帶、絕緣膠帶，包扎用帶、色帶（計算機用、打字機用）、錠繩、小包用帶、降落傘用帶、傳送帶等等。第二節(jié)織物及其加工技術產(chǎn)業(yè)用紡織品的織物不僅有線型結(jié)構(gòu)、平面結(jié)構(gòu)形式，還有三維立體結(jié)構(gòu)等各種結(jié)構(gòu)形式。其加工方法有機織、針織、編織和非織造等多種技術。一、機織產(chǎn)業(yè)用織物及其加工技術產(chǎn)業(yè)用紡織品的機織物有平面二向織物、平面三向織物及三維立體織物。其中平面二向織物的形成原理與服用及裝飾用紡織品相同，僅所用原料特殊時，紡織工藝和設備有所變化，而三向織物及三維立體織物都是產(chǎn)業(yè)用紡織品所特有的。1、機織平面二向織物作為產(chǎn)業(yè)用的機織物其織造技術與衣著用機織物相比，有時需要有特殊的裝置或技術來滿足其不同的要求如織物的尺寸、重量、形態(tài)不同；經(jīng)紗或緯紗有特殊要求；織物的性能特征要求不一樣等。（1）厚重類織物的織造：單位面積質(zhì)量大的織物一般采用重磅織機織造?？椩鞎r有時需采用復數(shù)織軸的送經(jīng)裝置以及兩次打緯機構(gòu)的打緯以便打緊緯紗。（2）袋類織物的織造：一般可用圓型織機織造，但密度非常高、幅寬較窄的織物，還是多用普通織機織造。（3）玻璃纖維的織造：由于其捻度低，使得單絲的集束性不好，耐磨性也差，需對玻璃長絲進行上漿?？椩鞎r采用有梭織機，綜絲和鋼筘需用不銹鋼或鍍鉻的材料，還要采用大直徑卷裝羅拉，羅拉表面用橡膠包覆。（3）玻璃纖維的織造：

玻璃纖維織物，作為產(chǎn)業(yè)用材料，近年來，其產(chǎn)量迅速地增加。如在難燃、電絕緣、過濾、以及強化塑料中的增強纖維等。作為織物用的主要是玻璃長絲。由于其捻度低，使得單絲的集束性不好，耐磨性也差，所以在準備時需對長絲實施上漿，上漿一般采用羅拉上漿的方式，是將絲一根根地與羅拉接觸、上漿，然后干燥、卷取。在織造時采用有梭織機，綜絲和綱筘需采用不銹鋼或鍍鉻的材料，為了緩沖經(jīng)紗張力，采用擺動式經(jīng)紗張力裝置，采用大直徑卷布羅拉，羅拉表面用橡膠包覆，邊撐也用橡膠羅拉，為了防止緯縮等，還需采用緯紗張力裝置，梭子內(nèi)側(cè)面貼附兔毛等。（4）金屬絲織物的織造A、金屬絲纖維的種類和準備工序：金屬纖維材料有鋼材、鋁、銅、黃銅、鎳等，作為特殊用途的還有白金。另外，用石棉和金屬纖維并捻后可作為增強材料使用。B、制織工序：一般根據(jù)織物單位面積質(zhì)量的不同來選擇織機的種類，如篩網(wǎng)、防蟲網(wǎng)、精密過濾用的織物，對織機的送經(jīng)和卷取機構(gòu)精度有一定要求，也常采用二次打緯機構(gòu)，金屬絲織物的組織多為平紋。（5）特殊織機的制織：A、圓型織機：生產(chǎn)效率高，多用于制織袋狀織物。B、織帶機：用來制織帶狀的狹幅織物，可用于各種機械的傳動帶、搬運用的傳送帶、各種密封材料等。C、超闊幅織機：幅寬可達20m，在幅寬方向，按一定間隔連續(xù)開口，在梭口內(nèi)由多個載緯器同時將幾根緯紗引入梭口。2、機織平面三向織物（1）平面三向織物的結(jié)構(gòu)與織物平面三向織物是由三組經(jīng)紗相互之間以60°的角度交織而成。三向織物的結(jié)構(gòu)形式早在幾百年前就用在籃筐、雪鞋與草帽等生活用品的生產(chǎn)中。20世紀70年代初，美國的NorrisF.Dow對三向織物結(jié)構(gòu)的原理進行了深入的研究，發(fā)明了織造三向織物的織機。1976年首次展出，引起了紡織界人士的重視。三向織物由于是由三個系統(tǒng)的紗線所構(gòu)成，且這三個系統(tǒng)的紗線互成60°，從而使它獲得了各向同性的獨特性能。因此，三向織物不存在兩向織物的抗剪和抗拉薄弱環(huán)節(jié)。另外，當三向織物承受沖擊作用時，其變形也是相當均勻的。平面三向織物的結(jié)構(gòu)如圖所示。（1）是基礎組織的平面三向織物，（2）是雙平紋組織的平面三向織物，（3）是基礎方平組織的平面織物。

（2）平面三向織物的織造原理三向織機示意圖

（3）平面三向織物的應用在日常生活中及產(chǎn)業(yè)用紡織品領域均有廣闊的用途。例如簾帷、毯子、蚊帳、內(nèi)衣、游泳衣、家具布、充氣氣球、飛機用織物、燃料袋、救生圈、降落傘、船帆等。3、三維立體織物（1）三維正交機織物的結(jié)構(gòu)與織物三維正交機織物系由三個系統(tǒng)的紗線所構(gòu)成，其中一個為地經(jīng)，一個為縫經(jīng)，還有一個為緯紗。這三個系統(tǒng)的紗線呈正交狀態(tài)配置在織物中，緯紗的作用是構(gòu)成水平緯紗層，同時又將水平經(jīng)紗層隔開；地經(jīng)的作用是構(gòu)成水平經(jīng)紗層，同時又將水平緯紗層隔開；縫經(jīng)的作用是將水平方向上相互垂直的經(jīng)緯紗層縫接在一起。三個系統(tǒng)的紗線呈正交狀態(tài)且構(gòu)成了一個整體，這種結(jié)構(gòu)能最大限度地發(fā)揮紗線固有的特性，適合制作復合材料的增強材料。緯紗的作用是構(gòu)成水平緯紗層，同時又將水平經(jīng)紗層—地經(jīng)隔開。地經(jīng)的作用是構(gòu)成水平經(jīng)紗層，同時又將水平緯紗層隔開。呈曲折狀的紗線為縫經(jīng)，其作用是將水平方向上相互垂直的經(jīng)緯紗層縫接在一起。三個系統(tǒng)的紗線呈正交狀態(tài)構(gòu)成了一個整體，由于這種結(jié)構(gòu)能最大限度地發(fā)揮紗線固有的特性，且本身又有很好的整體性，因此，適合制作復合材料的增強材料。

（2）

三維正交機織物的織造原理三維正交機織物的織造方法是：第一步，提升最上層的所有地經(jīng)，形成一次梭口，引入一根緯紗；然后，梭口保持不變，只是次上層的地經(jīng)上升，再引入一根緯紗；依次類推，直至所有地經(jīng)全部上升，僅留縫經(jīng)在下，此時，引入最后一根緯紗，集中打一次緯（或每引入一緯打一次，或同時開多個梭口同時引入多根緯紗）。第二步，提升縫經(jīng)及除最下層地經(jīng)之外的所有地經(jīng)，形成一次梭口，引入一根緯紗；然后，梭口保持不變，只是次下層的地經(jīng)下降，再引入一根緯紗；依次類推，直至所有地經(jīng)全部下降，僅留縫經(jīng)在上，此時，引入最后一根緯紗，集中打一次緯紗。至此，完成一個組織循環(huán)。重復進行上述步驟，即可使織造連續(xù)進行。從圖及上述織造過程可以看出，若將地經(jīng)層數(shù)進行適當調(diào)整，縫經(jīng)組數(shù)不止一組，而是兩組或更多組，則可制得橫截面各異的制品，從而達到直接成型的目的。若將上述三維正交機織物中縫經(jīng)的運動方式加以改變，使縫經(jīng)沿與方向成一定角度排列，并與地經(jīng)和緯紗交織，則可獲得角鎖結(jié)構(gòu)的三維立體結(jié)構(gòu)。（3）三維空芯機織物的結(jié)構(gòu)及織物三維空芯機織物是在上下兩層織物之間有紗線和織物，這些紗線和織物將上下兩層織物練成一個整體的同時，還具有某些特殊作用，比如支撐、控制高度、形成某些特殊的幾何形狀等。三維空芯機織物主要在土工布和復合材料的增強材料中如在防噪音織物、航空航天領域、建筑業(yè)及家具業(yè)等有廣泛的應用。下圖給出了幾種空芯機織物的截面圖。幾種空芯機織物的截面圖

（4）三維空芯機織物織造原理三維空芯機織物的加工其原理仍然為多經(jīng)（多層）制織方法，所不同的是：——并層。以圖（2）為例，織造甲區(qū)時，織物有四層，而織造乙區(qū)時，織物僅有兩層，此時，每一層內(nèi)實際上包含有兩層的經(jīng)紗?！椏谖恢米兓?。仍以圖（2）為例，織造乙區(qū)時，有一個織口位置，我們稱為標準位置，織造甲區(qū)（立梁部分）時，每織一緯，織口相對于標準織口位置后移一緯的距離，此時停卷織物，直至織完立梁長度，織口才回到標準位置（需要用特殊機構(gòu)才能完成）?！吙椩爝叧尚汀Ｃ靠椡暌粋€組織循環(huán)，結(jié)構(gòu)形狀就顯示出來，尤其是使用剛性較大的纖維時更明顯，所以其卷取裝置以具有保形性能為好。（5）三維空芯機織物的應用三維空芯機織物主要在土工布和復合材料的增強材料中如在防噪音織物、航空航天領域、建筑業(yè)及家具業(yè)有廣泛的應用。二、針織產(chǎn)業(yè)用織物及其加工技術1、針織產(chǎn)業(yè)用織物的結(jié)構(gòu)及織物針織是利用織針把紗線彎成線圈，然后將線圈相互串套而成為織物的一門工藝技術。根據(jù)不同的工藝特點，針織生產(chǎn)分緯編和經(jīng)編兩大類。它既可以是平面針織物，也可以是多層多軸向的針織物。與機織工藝和機織物比較，針織工藝和針織物有著許多特點和優(yōu)勢，如生產(chǎn)效率高、織物結(jié)構(gòu)多變、工藝流程短、建設投資少等。針織產(chǎn)業(yè)用紡織品多以化纖原料為主，可適應碳纖維、玻璃纖維等高性能脆性纖維的加工，甚至一些金屬纖維材料；產(chǎn)業(yè)用針織物所占比例逐年增加，并正在向以針織物為骨架、與其他高分子材料復合而成的復合材料發(fā)展。2、針織產(chǎn)業(yè)用織物加工技術產(chǎn)業(yè)用針織物的加工原理與服用及裝飾用紡織品的加工原理相同，僅僅是用特殊原料時，加工工藝與設備有所變化。（1）平面針織物

平面針織物包括平面經(jīng)編和平面緯編織物，它在各個方向上具有較大的伸縮性，適合于拉伸大的模壓成型復合材料。該結(jié)構(gòu)復合材料具有良好的抗沖擊和能量吸收性能，在拉伸變形中有較好的延伸性，因而可以作為一種柔性復合材料。針織物作為柔性復合材料的增強結(jié)構(gòu)，是利用了其變形大的特點，但它不適宜用作承載結(jié)構(gòu)。由于針織物易變形、尺寸穩(wěn)定性差，這類復合材料往往剛性不夠。于是，人們根據(jù)需要通過加入不參加織造的增強纖維或紗線，實現(xiàn)針織物結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。由于增強纖維或紗線不參加織造，處于伸直狀態(tài)，力學性能能充分利用，且提高了剛度，織物尺寸穩(wěn)定性提高。若在一個方向加入增強纖維，則可得到在該方向較穩(wěn)定的針織物；若在經(jīng)緯向均加入增強纖維，則可得到尺寸穩(wěn)定的針織物。

（2）多層多軸向針織物

多軸向經(jīng)編針織物是一種典型的復合材料增強結(jié)構(gòu)，西方的工業(yè)國家對其加工技術、加工設備及復合材料竟相開展研究，其產(chǎn)品已應用于航空航天、汽車、建材等工業(yè)部門。多層多軸向針織物是根據(jù)材料實際應用中的受力情況，在經(jīng)向、緯向、斜向鋪設伸直的強度較高的增強纖維（襯經(jīng)、襯緯及斜向襯緯），再利用成圈紗線采用經(jīng)編結(jié)構(gòu)將這些紗線層縫合，確保紗線在織物中是平直狀態(tài)而不像機織物中的波浪狀，所以紗線的拉伸強度可以充分利用。當四組襯紗采用碳纖維時，織造后用樹脂固化成碳纖維復合材料，可替代傳統(tǒng)的金屬材料。如用玻璃纖維做襯紗，可用作T字梁、工字梁等結(jié)構(gòu)材料，成本較低，適于在民用部門推廣使用。這種多軸向針織復合材料最多可達8層紗線，但仍不能滿足復合材料對厚度的要求。

多軸向編織物則可以滿足厚度上的要求，它是將多軸向織出的織物兩層、三層、四層或更多層地組合在一起，用縫紉法縫合在一起成為多層多軸向織物。盡管多軸向縫編織物復合材料已有一定的應用，如在高速賽艇中多軸向縫編織物復合材料已經(jīng)取代了機織物復合材料，但由于針織物復合材料中纖維體積含量較低及呈線圈結(jié)構(gòu)，加之針刺過程中纖維的損傷，使針織物復合材料的強度和模量明顯偏低，其應用要比機織物、編織物少。并且大多數(shù)針織物只能加工薄型預型件，專業(yè)加工設備尚處于開發(fā)階段，相應力學性能的研究也不夠深入。三、編織產(chǎn)業(yè)用織物及其加工技術編織技術的歷史悠久，簡單的草帽辯就是編織物的一種。編織的種類很多，按編織形狀分有圓形編織和方形編織；按編織物厚度分有二維編織和三維編織。近三十年來，由于復合材料發(fā)展的需要，才使這門古老的紡織技術開始被廣泛地應用到產(chǎn)業(yè)部門。如地毯、椅子的外表面包布、汽車內(nèi)裝飾品、彈性過濾材料、耐磨材料、漁網(wǎng)、農(nóng)業(yè)用袋織物、農(nóng)業(yè)用防水織物等。傳統(tǒng)的編織技術是二維的，具有二維結(jié)構(gòu)的一般缺點，即在復合材料中層與層之間的機械強度較低，因此，提出了三維編織的概念。三維編織物按其橫截面形狀來分有兩大類：一類是橫截面為矩形與矩形組合形狀如工字型等；還有一類是橫截面形狀為圓形如圓管狀、錐管狀等。（一）二維編織物

二維編織是指編織物的厚度不大于編織紗直徑三倍的編織方法。一般用于生產(chǎn)鞋帶和衣服上的繩、帶等，但也可用于異型薄殼預型件。二維編織物中的編織紗可分為兩組，一組在軌道上沿一個方向運動，另一組則沿著相反方向運動，這樣紗線相互交織，并與織物成型方向呈±θ角。如果希望提高織物軸向性能，可以在軸向加入軸紗系統(tǒng)。

（二）三維編織物

三維編織是指編織物的厚度至少超過編織紗直徑的三倍，并且在厚度方向有紗線或纖維束相互交織的編織方法。它是最早應用于生產(chǎn)復合材料三維預型件的工藝，早在20世紀60年代，三維編織碳/碳復合材料就用作火箭發(fā)動機部件，可以減重30%~50%。三維編織方法有多種，如二步法、四步法、多步法、多層角鎖編織等，但常用的主要是二步法和四步法。

1、四步法編織物

四步法，又稱縱橫步進編織法，由于一個編織循環(huán)包括四個機器，故稱此名。四步法中，編織紗沿織物成型方向排列，在編織過程中每根編織紗按一定的規(guī)律同時運行，從而相互交織形成一個不分層的三維整體結(jié)構(gòu)。如果在編織過程中加入軸紗系統(tǒng)，則可以提高復合材料軸向的力學性能。從四步法編織物的表面形狀及內(nèi)部的結(jié)構(gòu)單元體可以看出，紗線在織物中呈空間取向的排列，結(jié)構(gòu)整體性好。四步編織法按其橫截面的形狀來分有兩大類，第一類的橫截面為矩形與矩形組合形狀（如工字形等），第二類的橫截面為圓形（如圓管狀、錐管狀等）立體編織物。（1）矩形橫截面立體編織物的四步編織法

四步法三維編織示意圖（見教材P46）圖4-28表示了矩形橫截面立體編織物的示意圖。圖中許多個載紗器4沿軌道5以一定規(guī)律反復運動，載紗器4的運動就帶動從其退繞出來的纖維束或紗線（以下簡稱紗線）3的運動，其運動每重復一次稱為一個循環(huán)。每完成運動的一個循環(huán)之后，打緊棒就在紗線3之間擺動，見圖，把相互編織的紗線打向編織物1的織口2，同時編織物向上運動一個距離（相當編織物中的一個節(jié)距）。載紗器4以上述的運動規(guī)律進行下一個循環(huán)，這樣不斷反復進行載紗器運動、打緊運動、編織物輸出運動，就可連續(xù)編織出立體編織物。

（2）管狀立體立體編織物的四步編織法圓形橫截面立體編織物的編織法與上述類似，其中不同的是載紗器分布在直徑從小到打的若干圓周上，其導軌可使載紗器在周向和徑向運動，另一方面立體編織物內(nèi)部有芯棒，紗線的張力使編織成的立體織物緊套在其芯棒上，如果芯棒為圓柱體，編織成的立體織物為圓管狀，如果芯棒為圓錐體，編織成的立體織物為錐管狀。2、二步法編織物二步法編織的歷史較短，它由Popper于1987年首先提出。在二步法編織中，紗線系統(tǒng)有軸向紗和編織紗兩種。軸向紗的排列決定了編織物的截面形狀，它構(gòu)成紗線的主體部分；編織紗位于主體紗的周圍。在編織過程中，編織紗按一定的規(guī)律在軸向紗之間運動，這樣不僅它們之間相互交織，而且也將軸向紗捆綁成一個整體。由于二步法中軸向紗的比例較大，并且軸向紗在編織過程中保持伸直狀態(tài)，因此二步法編織復合材料在該方向具有優(yōu)良的力學性能。另外，二步法編織中只有編織紗運動，而且編織紗所占比例較小，故運動的紗線較少，便于實現(xiàn)編織的自動化。從二步法編織物的表面形狀及內(nèi)部結(jié)構(gòu)單元體可以看出編織紗的比例較少，軸向紗占主要部分。與四步法相類似，同樣可分為矩形和矩形組合橫截面立體編織物的兩步法和管狀立體編織物的兩步法。（1）矩形以及其組合橫截面立體編織物的兩步法編織小型T形橫截面兩步法的原理該方法采用兩組基本紗線，一組是固定不動的，圖中黑實心圓點所示，另一組是編織紗線，圖中空心圓圈所示。固定不動的紗線以立體編織物的成形方向（軸向）在結(jié)構(gòu)中基本成為一直線，并按其主體編織物的橫截面形狀分布。而編織紗線以一定的式樣在固定不動的紗線之間運動，靠其張力束緊固定不動的紗線，穩(wěn)定立體編織物的橫截面形狀。

編織紗線的運動由兩步運動組成。在第一步中，編織紗線以圖中箭頭所指的水平方向和范圍運動，圖中相鄰的紗線運動方向相反。在第二步中，編織紗線以圖中箭頭所指的垂直方向和范圍運動，其中相鄰的紗線運動方向相反。這樣就完成了編織運動的一個循環(huán)。然后再重復這兩步。在若干編織循環(huán)之后，編織紗線就完全捆緊了該編織物。此編織方法的一個優(yōu)點是幾乎可以編織任何橫截面的立體編織物，幾乎很少有其技術限制條件。另一方面，該編織方法運動較簡單。運動零件少，所以也比較容易實現(xiàn)自動化。

（2）管狀立體編織物的兩步法

該編織法也將所有紗線分成固定不動的紗線和編織紗線兩組。其中固定不動的紗線為立體編織物的軸向，在編織物內(nèi)基本成為一直線，并按編織物的橫截面分布。所以編織物的橫截面形狀與固定不動紗線在機器中的分布類似，編織紗線以一定式樣在固定紗線之間運動束緊固定紗線，穩(wěn)定立體編織物的形狀。四、非織造產(chǎn)業(yè)用織物及其加工技術非織造布與傳統(tǒng)紡織品中的機織物、針織物不同。機織物和針織物都是從纖維集合體（紗線或長絲）為基本材料，經(jīng)過交織或編織而形成一種有規(guī)則的幾何結(jié)構(gòu)。典型的非織造布是由纖維組成的網(wǎng)絡狀結(jié)構(gòu)形成的。為了達到結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，纖維網(wǎng)必須通過施加粘合劑、熱粘合等作用，使纖維與纖維纏繞，外加紗線幾何結(jié)構(gòu)等予以固結(jié)。非織造布是由纖維組成的網(wǎng)絡狀結(jié)構(gòu)形成的，為了達到結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，纖維網(wǎng)必須通過施加粘合劑、熱粘合、針刺、水刺等作用，使纖維與纖維纏繞，幾何結(jié)構(gòu)予以固結(jié)。1、產(chǎn)業(yè)用非織造布的應用世界發(fā)達國家的產(chǎn)業(yè)用紡織品占紡織品總量的30%左右，而非織造布擁有產(chǎn)業(yè)用紡織品的50—60%的市場。目前產(chǎn)業(yè)用非織造布除服裝用料以外，還廣泛地應用于（1）土工建筑材料、農(nóng)業(yè)用。如土工布、房屋頂棚的防雨水材料、農(nóng)業(yè)用溫室的頂棚材料等。（2）工業(yè)用非織造布。如空氣過濾材料、液體過濾材料、絕緣材料、造紙毛毯及汽車、飛機用等。（3）醫(yī)療衛(wèi)生用非織造布。如如包扎性醫(yī)用、非包扎性醫(yī)用及衛(wèi)生用非織造布等。（4）日常用非織造布。如家庭裝飾用非織造布、地毯類非織造布及非織造布涂層材料等。（5）軍用非織造布。如透氣防毒服裝、防核輻射服裝、宇航服內(nèi)層夾布及軍用帳篷、戰(zhàn)爭急救室用品等。（6）復合材料的骨架材料。2、非織造布的加工技術（1）一般加工技術：非織造布在制造工藝原理上，根本不同于傳統(tǒng)的紡織品加工。它的制造工藝可以分成：纖維準備、成網(wǎng)、粘合、烘燥、后整理、卷裝等六個過程。其中成網(wǎng)有干法成網(wǎng)、濕法成網(wǎng)和紡絲成網(wǎng)三種；固結(jié)包括機械固結(jié)、化學粘合、熱熔粘合、自身粘合等四種方法。（2）三維正交非織造物加工技術：機織的三維織物發(fā)展歷史悠久，作為產(chǎn)業(yè)用三維正交非織造織物卻是20世紀為滿足航空航天工業(yè)對復合材料的特殊需要而發(fā)展起來的。最初，美國的GeneralElectric和AVCO航空航天公司使用，后來，纖維材料股份有限公司進一步研究開發(fā)了三維正交非織造織物的加工工藝。三維正交非織造織物的加工方法是：沿縱向放置好一個系統(tǒng)的紗線（或間隔棒，用完后，間隔棒需抽回并以該系統(tǒng)的紗線取而代之，這種方法稱代換法），兩個相互垂直的平面系統(tǒng)的紗線交替插入縱向系統(tǒng)紗線內(nèi)部。

三維正交非織造物的代換成型法

三維正交非織造物的直接成型法幾種三維正交非織造物的結(jié)構(gòu)

第三節(jié)產(chǎn)業(yè)用紡織品的后加工技術

產(chǎn)業(yè)用紡織品除要求機械強度高、整體穩(wěn)定性好，還要防水、防霉、防腐、阻燃以及抗輻射和保溫隔熱等多種防護性能。除部分紡織品能直接在產(chǎn)業(yè)中使用，大部分都要經(jīng)過涂層、層壓和復合等后加工，才能獲得產(chǎn)業(yè)領域中多種用途所需要的使用功能。1、噴涂法與浸漬法將整理劑配制成一定濃度的溶液，通過噴霧、涂刷或浸漬后烘干或自然風干即可。均勻性較差。2、浸軋法通過軋輥將整理劑溶液擠壓到織物的空隙中，使紡織品獲得均勻的整理效果。根據(jù)耐洗性不同加工時可采用浸軋烘干法或浸軋焙烘法。浸軋烘干法（非耐久性整理）浸軋焙烘法3、涂層技術一、涂層技術紡織品的涂層，是在紡織品上覆蓋一層高分子物或其他化合物，形成一種紡織品和高分子物的復合制品。這種制品不僅具有紡織品的原有功能，還增加了覆蓋層的功能。作為底布的紡織品，在復合制品中起著骨架的作用，為制品保持穩(wěn)定的形狀尺寸，還為制品提供抗張強度和撕裂強度等機械性能；作為表層的覆蓋層，是一種成膜性的高分子涂層劑，它可以改善制品的表面性能，還為制品提供防護等特殊性能。涂層加工三要素：基布：棉纖維、聚酰胺纖維、聚酯纖維占90%以上。涂層材料：各種高分子化合物。涂層設備：涂層劑配制機械、涂頭、烘箱、后處理設備。1、涂層劑涂層劑是一種成膜性的高分子化合物，使用較多的有聚氯乙烯、聚氨酯、聚丙烯酸酯等幾種。使用涂層劑涂層時常常要加入一些助劑，以使工藝順利進行并提高產(chǎn)品的質(zhì)量。2、涂層器具把涂層劑施加到織物表面上所用的工具稱為涂層器具，也稱涂頭。它是涂層機上不可缺少的重要部件或裝置。根據(jù)涂層劑粘度、涂層工藝和產(chǎn)品用途的不同，選用的涂頭也不同。（1）刮刀涂頭：是傳統(tǒng)的涂層器具，結(jié)構(gòu)簡單，應用廣泛，但對涂層量和均勻性不易控制，容易產(chǎn)生橫向條紋。（2）圓輥涂頭：圓輥涂頭是靠轉(zhuǎn)動著的、表面有涂層劑的圓輥對底布進行涂層的。它有正轉(zhuǎn)輥、反轉(zhuǎn)輥、浸漬輥和凹紋輥等。（3）其他涂頭：如棒狀涂頭等3、涂層方法：織物的涂層是將織物表面均勻地覆蓋一層薄膜形狀的涂層，能使織物和涂層劑緊密地粘結(jié)在一起而成為一個整體的過程。按不同的涂層劑品種和涂層織物的用途，涂層工藝可分為直接涂層、轉(zhuǎn)移涂層和凝固涂層等幾種。（1）直接涂層是將涂層劑直接覆蓋在底布上的一種工藝?？椢锍诋a(chǎn)業(yè)領域中使用外，還可用作服裝面料（如風雨衣）和裝飾織物（如窗簾、家具面罩等）。產(chǎn)業(yè)用織物的涂層布用量較大的有地板革、防水帆布、人造革、棚蓋布、帳篷、軟性屋頂、充氣罩、防護工作服等。（2）轉(zhuǎn)移涂層是由涂頭先將涂層劑涂在片狀的載體上，使它形成均勻的薄膜，再在薄膜表面涂上粘結(jié)劑，然后將附有粘結(jié)劑的薄膜和底布疊合，經(jīng)過塑化發(fā)泡和焙烘固化后，將載體剝離，涂層劑薄膜便從載體上轉(zhuǎn)移到底布上。該工藝主要用于聚氯乙烯人造革和聚氨酯人造革的制造。（3）凝固涂層又稱濕法涂層，是織物在凝固浴中生成多孔性膜后，經(jīng)烘干，再進行核實的后處理的加工方法。凝固涂層采用單組分聚氨酯作為涂層劑，先將涂層劑在二甲基甲酰胺DMF的溶劑中溶解，并涂在底布上，浸入水中，讓水置換DMF，促使聚氨酯凝固成膜。二、層壓技術層壓就是把片狀材料一層一層地疊合在一起，通過加壓粘結(jié)成為一個整體。層壓織物就是將一層或一層以上的織物（或非織造布）與高聚物粘結(jié)在一起，或?qū)⒖椢锱c其他軟片材料粘結(jié)在一起，形成兼有多種功能的復合制品。層壓織物和涂層織物有許多相似之處，如它們都是由高聚物成膜后與織物相互粘結(jié)成的一種物體，但也有許多不同之處，如涂層織物只是在底布表面直接覆蓋一層高聚物薄膜，但層壓織物則是先把高聚物壓成膜片，再與底布疊合粘結(jié)成一個整體，也有采用兩片涂層織物通過疊合機而使之粘結(jié)成一個整體。層壓織物的制造方法有粘合劑法、熱熔法、壓延法和焰熔法等。三、復合技術復合是將有機高分子、金屬或非金屬等不同性質(zhì)、不同形態(tài)的材料，通過復合工藝組合而成一定形狀的、具有綜合性能的復合制品即復合材料。三個特點：第一，它是由兩種或兩種以上不同性能的材料組分通過復合工藝而成的一種新型材料；第二，各組分不僅保留各自的固有特性，還能最大限度地發(fā)揮組分間的綜合特性；第三，復合材料由基體和增強體組成?；w為連續(xù)相，如聚合物基、金屬基、陶瓷基和碳基等；增強體為分布在連續(xù)相中呈獨立形態(tài)的散相，可以是纖維或機織物、針織物、編織物等紡織品，也可以是金屬或非金屬的顆粒材料。聚合物基復合材料熱塑性基體有聚丙烯、聚酰胺和聚醚亞胺等，可熔也可溶，可反復加工成型，具有高沖擊強度和高斷裂應變特點；熱固性基體是一種低分子量的液態(tài)預聚物，經(jīng)過加熱固化后，形成既不可熔也不可溶的三維網(wǎng)狀高分子物，常用環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂和不飽和聚酯樹脂等?？煞譃闊崴苄院蜔峁绦詮秃喜牧希删酆衔锘w和纖維增強體復合而成的復合材料稱為聚合物基纖維增強材料，簡稱纖維增強塑料FRP，它是熱固性的復合材料?，F(xiàn)代復合材料成型工藝介紹（1）手糊法：是用手工工具將布或纖維氈浸上樹脂膠液，鋪糊在敞開的模具上，經(jīng)室溫固化和脫模即可。（2）噴射法：利用高壓空氣將樹脂系統(tǒng)和切短的纖維從噴槍上的不同噴嘴同時噴出并沉積在模具面上，用手輥壓實浸膠纖維層，然后室溫固化成型。（3）壓制法：又分為預成型對模壓制、片狀模塑料壓制、塊狀模塑料壓制和冷壓制等。（4）樹脂傳遞模壓法：先在閉合模腔中鋪放增強材料，再將樹脂液用泵壓注到模腔內(nèi)，依靠樹脂的液壓浸漬纖維材料，固化后脫模即可。（5）纏繞成型法：將連續(xù)纖維或布帶浸漬樹脂后，再纏繞到一定形狀的芯模上，達到一定厚度后，通過固化脫模得到成品。（6）離芯成型法：先將切短的纖維氈鋪在中空芯模的內(nèi)壁上，使芯?？焖傩D(zhuǎn)，同時向纖維層均勻噴灑樹脂液，由于離心力迫使纖維緊貼在芯模內(nèi)壁，同時迫使樹脂浸潤纖維，向芯模內(nèi)送入熱風，加速制品固化。（7）袋壓法：分真空袋壓和壓力袋壓。（8）連續(xù)成型法：包括波紋板、平板連續(xù)成型和連續(xù)拉擠型材等方法。聚合物基復合材料的特點及用途（1）工藝性好，制造時能耗低。（2）比強度大、比模量大，質(zhì)量輕。（3）耐疲勞性好。（4）減震性能好。（5）耐燒、耐熔融性好。（6）超載時安全性能好。

土工布土工布土工布土工布土工布（人工湖防滲）第四節(jié)紡織結(jié)構(gòu)復合材料

一、復合材料的定義與發(fā)展復合材料（CompositeMaterial）即CM是指將兩種或兩種以上的不同材料，用適當?shù)姆椒◤秃铣梢环N新材料，其性能比單一材料性能優(yōu)越。復合材料根據(jù)其所用基體材料不同，分為金屬基復合材料；無機非金屬基復合材料和樹脂基復合材料。人類在很早以前就使用了復合材料。大約六千年前的陜西半坡人就掌握了用草筋增強泥坯作為墻體材料。在漢代修建的古長城瞭望塔中也發(fā)現(xiàn)了類似的復合材料。中國古代的游牧民族在大約公元一千年發(fā)明了復合材料制成的弓，這種弓是由木片或木材和角質(zhì)制成。從材料的發(fā)展角度來看，第一代是天然材料（如石塊、泥土、竹、木、茅草等），第二代是冶煉材料（如各種金屬），第三代是合成材料（如各種高分子聚合物），第四代是先進復合材料。從國外復合材料的發(fā)展歷史來看，樹脂基復合材料（我國稱玻璃鋼）已經(jīng)歷了六、七十年的研究和發(fā)展，早已形成了集科研、試制、生產(chǎn)、設計、檢測、應用等完整的工業(yè)體系。在發(fā)達國家，各種樹脂基復合材料的原材料、工藝設備、研究應用及系列產(chǎn)品的開發(fā)等日趨成熟，目前正處在大發(fā)展的新階段。金屬基復合材料和無機非金屬基復合材料雖然已有三十年的發(fā)展歷史，但進展速度較慢，目前仍處在研究和試制階段，尚未形成工業(yè)體系和工業(yè)生產(chǎn)能力。1、國外復合材料發(fā)展概況

1940年世界上第一次用玻璃纖維增強不飽和聚酯樹脂，采用手糊成型工藝和抽真空固化方法制成了軍用飛機的雷達罩。1942年美國人用手糊成型工藝制造了第一艘玻璃鋼魚船。1946年美國人發(fā)明了使用連續(xù)玻璃纖維纏繞生產(chǎn)壓力容器的工藝方法。1950年環(huán)氧樹脂的工業(yè)化生產(chǎn)大大推動了復合材料的發(fā)展。1959年美國聯(lián)合碳化物公司實現(xiàn)了從人造纖維制造碳纖維的工業(yè)生產(chǎn)，碳纖維的出現(xiàn)和發(fā)展是復合材料發(fā)展史上的又一個里程碑。20世紀70年代出現(xiàn)了芳綸（Kevlar）纖維增強復合材料、硼纖維增強復合材料、碳化硅纖維增強復合材料、氧化鋁纖維增強復合材料等一系列先進復合材料。復合材料的迅速發(fā)展也推動了復合材料成型工藝的發(fā)展，出現(xiàn)了多種成型工藝。其發(fā)展歷史見下表：

表復合材料發(fā)展簡史

——1932，現(xiàn)代復合材料誕生，美國；——1942，手糊工藝，美國，雷達罩、飛機油箱；——1944，玻璃鋼夾層結(jié)構(gòu)，美國，飛機機身、機翼；——1946，纖維纏繞成型，美國，專利；——1950，真空袋和壓力袋成型，美國，直升機螺旋槳——60年代，纖維纏繞工藝，美國，導彈發(fā)動機殼體、高壓容器；——1961，片狀模塑料（SMC），德國，各種制品；——1963，玻璃鋼板材，美法日，透明玻璃鋼及夾層結(jié)構(gòu)板材；——1965，SMC，美、日，各種構(gòu)件；——50~60，擠拉法工藝，美國

棒材、各種截面制品；——70年代，樹脂反應注射成型(RIM)，美國；——70年代，增強樹脂反應注射成型(RRIM)，美國，衛(wèi)生潔具、汽車零件；——1972~75，熱塑性片狀模塑料，美國，成型周期短、廢料可回收；——80年代，濕法生產(chǎn)熱塑性片狀模塑料(GMT)，法國，汽車；——60~80，離心澆注成型工藝，瑞士、英國，大口徑負壓管道。

關于復合材料的開發(fā)應用，各國的發(fā)展途徑有所不同。美國首先在軍工方面應用，二次世界大戰(zhàn)后，逐漸轉(zhuǎn)以民用為主。西歐各國則直接從發(fā)展民用復合材料產(chǎn)品開始（如波形板、防腐管道、衛(wèi)生潔具等）兼顧軍工。

就全世界而言，目前已形成了從原材料、成型工藝、機械設備、產(chǎn)品種類及性能檢驗等較完整的工業(yè)體系?，F(xiàn)代復合材料工業(yè)開始于20世紀40年代，迄今有半個世紀，但從其發(fā)展首都及規(guī)模、應用的范圍和產(chǎn)量、對現(xiàn)代科技及生產(chǎn)進步的影響和推動，以及從其自身的科學研究的深度與廣度諸方面來看，現(xiàn)代復合材料領域中所取得的成就，超過了人類歷史上所曾經(jīng)使用過的任何其它類型的材料。特別是20世紀70年代以來，隨著宇航、導彈、原子能、高速運載工具等現(xiàn)代技術的迅速發(fā)展，現(xiàn)有的鋼鐵及合金已很難滿足要求。而碳纖維及其增強復合材料還具有一般碳材料的各種優(yōu)良特點，如密度小、耐熱、耐化學腐蝕、耐熱沖擊、熱膨脹小、耐燒蝕等，在2000℃以上的高溫惰性環(huán)境中，碳材料是唯一強度不下降的材料。因此，又碳纖維增強的樹脂、陶瓷、金屬等復合材料的研制和應用得到了迅速發(fā)展。2、我國復合材料的發(fā)展概況雖然2000多年前我國已開始研究用漆、麻、竹和絲等制成復合材料，并用它制造成容器、果盤、戈、弓等制品，然而后來沒有發(fā)展，僅保留有一些漆器、漆雕等工藝品。用玻璃纖維增強樹脂這種現(xiàn)代復合材料，在我國始于1958年，當時的原建材部賴際發(fā)部長1956年訪前蘇聯(lián)回來后發(fā)起的，并為其取名為“玻璃鋼”。玻璃鋼在我國是以軍工起家的，但也注意到民需品。下表為我國復合材料的發(fā)展簡史。我國復合材料發(fā)展簡史——1958，手糊工藝研制玻璃鋼船、層壓和卷制工藝研制玻璃鋼板、管和火箭筒等；——1960，在北京、上海和哈爾濱成立了研究機構(gòu)；——1961，研制成玻璃鋼耐燒蝕端頭；——1962，引進不飽和聚酯樹脂和蜂窩成型機及噴射成型機、研究飛機螺旋槳及風洞葉片研究纏繞工藝，生產(chǎn)氧氣瓶等壓力容器；——1970，手糊夾層板結(jié)構(gòu)制造了44m大型玻璃鋼雷達罩；——1972，設立復合材料專業(yè)；——1975，成立玻璃鋼學會（原名玻璃鋼/復合材料專業(yè)委員會）；——1980，成立復合材料學會。

我國兩會的學術刊物分別是“玻璃鋼/復合材料”和“復合材料學報”。1971年以前我國的復合材料工業(yè)主要是軍工產(chǎn)品，70年代后開始轉(zhuǎn)向民用，80年代中后期各地大量引進國外先進技術。如在原材料方面，引進了池窖拉絲、短切氈、表面氈、纏繞紗、噴射紗及各種牌號聚酯和環(huán)氧樹脂等生產(chǎn)技術；在成型方面，引進了纏繞管、缶生產(chǎn)線，擠拉生產(chǎn)線，SMC生產(chǎn)線，連續(xù)制板機組，樹脂傳遞模塑(RTM)成型機組，噴射成型技術，樹脂注射成型技術及漁竿生產(chǎn)線等先進工藝及設備。由此我國形成了從研究、設計、生產(chǎn)及原料配套的較完整的體系。主要用于建筑、防腐、輕工、交通運輸、造船等工業(yè)領域。3、紡織加工的復合材料分類幾乎所有紡織加工的產(chǎn)品都可以用于復合材料，例如兩向平面機織物、三向平面機織物、立體機織物、平面針織物、非織造布產(chǎn)品、平面編織物、立體編織物、連續(xù)復絲、連續(xù)紗線、短纖維等。

復合材料按增強纖維的結(jié)構(gòu)進行的分類

連續(xù)復絲或紗線纖維增強復合材料分散短纖維疊層隨機取向最佳取向紡織結(jié)構(gòu)多向單向平面立體立體織造立體編織……織造三軸向織造針織編織………分散短纖維不管是隨機取向或以最佳取向分布所制成的復合材料，其機械性能都比不上以連續(xù)復絲或紗線所制成的復合材料。對于用連續(xù)復絲或紗線進行疊層所制成的復合材料，不管連續(xù)復絲或紗線以一個方向排列或多方向排列，以及用平面機織物、平面針織物、平面編織物等進行疊層所制成的復合材料，這些復合材料都存在一個共同的缺點，表現(xiàn)在厚度方向機械性能差，這是由于在載荷的反復作用下層與層之間脫開所造成。而立體機織物和立體編織物顯著地提高了厚度方向的機械性能。由于它們結(jié)構(gòu)的整體性，在厚度方向的拉力和與厚度方向垂直的剪切力作用下，有很好的機械性能，并將發(fā)生裂縫的可能性降低到最小程度。一般的復合材料是由兩種或兩種以上連續(xù)物質(zhì)進行復合而制成，其中一相起增強作用，稱為增強材料，另一相對增強材料起斂集、粘附作用，稱為基體材料。對于纖維增強材料，立體織物是近幾十年發(fā)展起來的性能最優(yōu)越的結(jié)構(gòu)。它不僅可以制成矩形截面的復合材料預制件，還可以制成由矩形截面組合而成的預制件，例如工字型、槽鋼型、角鋼型等預制件，以及還可以制圓管型、錐管型、凸面管等結(jié)構(gòu)形狀的預制件，甚至它可以直接制造出最終產(chǎn)品復雜形狀的預制件。立體織物增強復合材料開始主要應用于航空、航天領域，特別是軍用航空、航天領域，例如用立體織造技術生產(chǎn)的碳——碳復合材料應用于返回式衛(wèi)星的熱屏蔽層、噴氣發(fā)動機的喉管、火箭噴管及其它高溫部件，現(xiàn)已推廣到發(fā)動機、汽車、機械、化工、紡織等許多工業(yè)部門，例如渦輪機零件、活塞環(huán)、制動器、扭桿、轉(zhuǎn)子軸、自行車三腳架、片簧等。4、其它類復合材料簡況——金屬基復合材料自上世紀60年代末美國首次研究成功B/AL復合材料，并用此代替鋁合金制造航天飛行器桁架支柱以來，深受各先進國家的重視。由于金屬基復合材料具有高比強、高比模、耐高溫、導熱、導電、膨脹系數(shù)小、尺寸穩(wěn)定性好等優(yōu)異性能，在航天、航空、汽車領域有廣闊的應用前景，并已成為國際上十分重視的先進材料。它可以在600~800℃溫度條件下長期使用。但由于其制造和加工復雜、成本太貴，目前還沒有普遍應用，尚處于研制階段，還沒有形成工業(yè)化批量生產(chǎn)能力。

無機非金屬復合材料分為高性能陶瓷基復合材料和一般無機粘接劑基復合材料兩類。——陶瓷基復合材料屬耐高溫結(jié)構(gòu)材料，具有高硬度、耐磨損、耐腐蝕等特點。以莫來石碳化硅復合材料為例，其常溫強度為600MPa，在1300℃條件下，強度仍保留在500MPa以上。耐高溫、高強陶瓷復合材料的應用領域主要是航空燃氣發(fā)動機。這種材料目前尚處于試驗室研究階段，未形成工業(yè)化生產(chǎn)，但發(fā)展前景很大。金屬基復合材料和陶瓷基復合材料在我國始于20世紀70年代末。二十幾年來，我國在碳化硅增強鋁、須晶增強陶瓷等研究方面取得了很大進展，其研究成果接近世界先進水平，但在生產(chǎn)應用方面，尚未形成生產(chǎn)能力。目前有小批量生產(chǎn)能力。——無機粘接劑基復合材料種類很多，如玻璃纖維增強AS復合材料；玻璃纖維增強銅磷酸鹽復合材料；抗堿玻璃纖維增強水泥復合材料；玻璃纖維增強氯氧鎂復合材料及玻璃纖維石膏復合材料等。這類復合材料的研究歷史已有50多年，其最大特點是輕質(zhì)高強、防火、價廉。但是，由于玻璃纖維的耐堿性沒有解決，很長一段時間得不到發(fā)展，自1968年英國研制出抗堿玻璃纖維之后，玻璃纖維增強水泥復合材料才得到推廣應用，目前已工業(yè)化生產(chǎn)，并特別受到建筑工業(yè)的重視。無機非金屬復合材料在我國的發(fā)展歷史較長。早在1958年就曾出現(xiàn)過玻璃纖維增強水泥的研究應用高潮，但因玻璃纖維防腐問題沒有解決，很快就停止下來。上世紀80年代中期，我國首次試制成功抗堿玻璃纖維增強硫鋁酸鹽低堿水泥復合材料，此后又研究成功高性能玻璃纖維增強氯氧鎂復合材料，使我國無機非金屬復合材料研究提高到國際先進水平。目前上述兩種復合材料已形成了工業(yè)化生產(chǎn)規(guī)模，并已在建筑工程中用于墻板、防火板、水箱、通風管道、衛(wèi)生間、吊頂、裝飾板、糧倉、溫室框架、藝術制品等。

二、復合材料的性能特點

復合材料的最大特點是其性能具有可設計性。影響復合材料性能的因素很多，主要取決于增強材料的性能、含量及分布狀況；基體材料的性能和含量；以及它們之間的界面結(jié)合情況等。因此，不論那一類復合材料，就是同一類復合材料的性能也不是一個定值。根據(jù)所選擇的工藝和材料設計，性能往往差異很大。

例如手糊聚酯玻璃鋼（玻璃纖維/聚酯樹脂復合材料）的密度可在1.4~2.2g/cm范圍變化，拉伸強度可以在70~350MPa范圍變動。這就是說復合材料的性能是根據(jù)使用要求進行設計的。但在使用溫度和材料硬度方面，三類復合材料有明顯的區(qū)別。如樹脂基復合材料的使用溫度一般60~250℃；金屬基復合材料為400~600℃；陶瓷基復合材為1000~1500℃。復合材料的硬度主要取決于基體材料性能，一般硬度為陶瓷基復合材料大于金屬基復合材料，金屬基復合材料大于樹脂基復合材料。

復合材料主要性能種類樹脂基復合材料金屬基復合材料無機非金屬基復合材料性能熱塑性熱固性

輕金屬復合材料陶瓷基粘膠劑基密度1.1~1.6

1.6~2.21.9~4.51.9~4.03.0~5.51.8~2.1使用溫度(℃)80~25080~200200~400400~6001000~1500200~400燃燒性能燃燃不燃不燃不燃不燃拉伸強度(MPa)65~300140~130068~1200530~140070~90040~150具體表現(xiàn)為：1、比強度、比模量大：就力學性能而言，復合材料力學性能取決于增強材料的性能、含量和分布，基體材料的性能和含量。它是可以根據(jù)使用條件進行設計，從強度方面來講，三類復合材料都可以獲得較高的強度。2、耐疲勞性能好：纖維增強復合材料在疲勞過程中，裂紋先在纖維或基體薄弱處出現(xiàn)，擴展到結(jié)合面，損傷逐漸積累，導致破壞。表明纖維增強復合材料具有較好的損傷容限和疲勞壽命。

3、力學性能的可設計性：選擇性能不同的纖維和基體，以及它們的體積百分比，設計纖維鋪設方向、疊層，甚至立體結(jié)構(gòu)，以及結(jié)構(gòu)的形狀和幾何尺寸，以使結(jié)構(gòu)在性能、重量和成本諸方面的指標達到最優(yōu)化。

4、減震性好

：復合材料的比剛度高，因此它的構(gòu)件具有很高的自振頻率，可防止共振的發(fā)生。纖維增強聚合物復合材料的界面或?qū)娱g存在內(nèi)摩擦，聚合物基體又具有粘彈性，因此這種復合材料具有比金屬大得多的內(nèi)阻尼，減振效率高。5、安全性能好：復合材料中有大量的增強纖維，過載時先是薄弱環(huán)節(jié)部分的纖維發(fā)生斷裂，使得應力重新分布，然后通過基體傳給未破斷纖維，因此不影響整體結(jié)構(gòu)繼續(xù)承載，仍能安全使用。6、高溫或低溫和熱穩(wěn)定性好：碳纖維增強聚酰亞胺等復合材料，可在250℃~300℃條件下使用，高溫蠕變變形小。碳——碳復合材料具有良好的耐熱沖擊性能，其短時間使用溫度可達3000℃，且仍保持一定的機械性能。7、成型工藝性能好：復合材料可采用低壓手糊成型、模壓成型、纏繞成型、注射成型和擠拉成型等各種方法制成各種形狀的產(chǎn)品，加工量小，節(jié)省材料和能源，減少模夾具，加工周期短。

8、生物相容性好：碳纖維復合材料與人體組織、骨骼和血液的相容性比金屬好，可用以制造人工韌帶、骨骼、假肢、心臟瓣膜和體外循環(huán)的血液過濾器。9、

其它特性——（1）耐燒蝕性好；——（2）良好的摩擦性能；——（3）高度的電絕緣性能；——（4）優(yōu)良的化學穩(wěn)定性和耐腐蝕性；——（5）功能復合材料還有特殊的光、電、磁特性；——（6）復合材料的耐老化性能，取決于基體材料性能和與增強材料的界面粘接。一般來講，其耐老化的優(yōu)劣次序為：陶瓷基復合材料大于金屬基復合材料，金屬基復合材料大于樹脂基復合材料。樹脂基復合材料的耐老化性能也可通過改進樹脂配方、增加表面防護層等方法來提高和改善?！?）三類復合材料的導熱性能和優(yōu)劣比較為：金屬基復合材料——50-65W/m·K；陶瓷基復合材料——0.7-3.5W/m·K；樹脂基復合材料——0.35-0.45W/m·K。

三、復合材料的應用

復合材料范圍廣、產(chǎn)品多，在國防工業(yè)和國民經(jīng)濟各部門中都有廣泛的應用。

1、石油化工方面應用：不飽和聚酯樹脂基復合材料（玻璃鋼）具有耐酸、堿、油、有機溶劑等腐蝕性能，耐腐蝕性大大優(yōu)于鋼材、銅、鉛、硬木等，因此用作各種化工管道、閥門、泵、貯槽、塔器及反應器內(nèi)襯等，現(xiàn)已成為石油化工設備防腐蝕重要材料。2、交通運輸方面應用：纖維增強的復合材料具有重量輕、比強度高，抗微生物作用以及制造工藝簡單等優(yōu)點，已在輪船、汽車、鐵路車輛、飛機、宇航設備等制造工業(yè)有了日益廣泛應用。例如，制造小型船艇的船體，巡邏艇、掃雷艇、賽艇、魚船，還有深水探測器等。在汽車工業(yè)上已用SMC復合材料制成轎車外殼及配件。鐵路車輛上已制成車身、窗門、窗框、水箱等。在飛機上的應用如機翼、尾翼、操縱面的蒙皮、噴嘴、油箱、螺旋槳等。3、電氣工業(yè)方面應用：玻璃纖維增強的復合材料具有優(yōu)良的電絕緣性能，可以制成各種開關裝置，電纜輸送管道、高頻絕緣子、印刷電路版、電機防腐絕緣材料，以及電訊工程上制造各種類型雷達罩。4、建筑材料方面應用：玻璃纖維增強復合材料是一種輕質(zhì)高強度的結(jié)構(gòu)材料，具有隔熱、透光、防水等優(yōu)點，已成為現(xiàn)代新型建筑結(jié)構(gòu)材料。如用作農(nóng)業(yè)透光暖房的玻璃鋼瓦楞板（波形板），蜂窩材料增強的透明玻璃鋼隔墻板，一般門窗框架，落水斗管，以及人造大理石、人造瑪瑙全套衛(wèi)生間浴缸和各種器具等。

5、軍工方面應用：主要用于生產(chǎn)引信體、子彈、彈殼（教練彈）、炮彈護環(huán)、槍托、火箭外殼、導彈殼體、火箭筒、雷達罩等。6、體育用品方面應用：如撐竿、弓箭、球拍、雪橇、賽車、滑板、賽艇、皮艇、劃槳等。7、農(nóng)業(yè)、漁業(yè)方面應用：各種復合材料溫室（用于蔬菜、花卉生產(chǎn)，水產(chǎn)養(yǎng)殖，糧食干燥，養(yǎng)雞，養(yǎng)豬等）、糧倉、飼料倉、化糞槽、水渠、噴霧器、花盆、牛奶運送車、糞便運輸車等。8、機械制造方面應用

：有玻璃鋼葉片、風機、造紙機械配件（打漿機部件、導輥和案輥）、柴油機部件、紡織機械部件、化纖機械部件（過濾器、離心罐、套片等）、貯能飛輪、消聲設備、磁選機筒身、軸套、煤礦機械部件、齒輪、法蘭圈、皮帶輪和防護罩等。

西方主要國家在汽車、建筑和造船等工業(yè)中玻璃鋼用量比較美國

汽車工業(yè)（26%）

建筑工業(yè)（18.6%）造船業(yè)（17%）西歐

電子工業(yè)（21.3%）

汽車工業(yè)（21.1%）建筑業(yè)（13.8）日本

建筑工業(yè)（40.1）工業(yè)材料（15%）

防腐工程（12%）加拿大

汽車工業(yè)（29.3%）

造船業(yè)（26.3%）

建筑業(yè)（16%）

注：括號內(nèi)為占總量的百分比

四、

基體材料——樹脂體系樹脂指的是一種無定行的半固態(tài)、固態(tài)或假固態(tài)的高分子化合物。按其來源分為天然樹脂及合成樹脂。一般不溶于水，可溶于乙醇、乙醚等有機溶劑中。透明或半透明，不導電，無固定熔點，但有軟化點或熔融范圍。受熱變軟，并逐漸熔化。熔化時發(fā)粘。能反復受熱軟化（或熔化）的樹脂稱為熱塑性樹脂；經(jīng)過一次受熱軟化（或熔化）冷卻凝固后變成不熔狀態(tài)的樹脂稱為熱固性樹脂。復合材料中的基體有三種主要作用：把纖維粘在一起；分配纖維間的載荷；保護纖維不受環(huán)境影響。樹脂基體性能比較性能環(huán)氧樹脂環(huán)氧樹脂先進的聚酯酚醛溫室固化熱固化密度

1.1~1.3

1.2~1.4

1.3

1.21.2~1.3拉伸強度Mpa

50~7070~906050~6050~60拉伸模量Gpa

2~32.5~33.52~35~11破壞延伸率%

2~62~522~31.2壓縮強度Mpa

80~100120~130300120~14070~200最高使用溫度℃70~100100~18018060~80100~125

注：(1）所列的數(shù)據(jù)是按有關的ASTM標準方法得到的。（2）推薦與先進纖維一起使用的一種典型樹脂。（3）所列為熱變溫度，是近似地測定玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)的開始溫度。1、環(huán)氧樹脂概述

環(huán)氧樹脂是一類含有兩個或兩個以上環(huán)氧基的混合物。其主要類型是由多元酚與環(huán)氧氯丙烷在堿性條件下起反應形成的。若多元酚為二酚丙基烷，就得到最常見的環(huán)氧樹脂。這些材料的商品名稱如Epikote或Epon828DOW331，AralditeF，6010等等。這些樹脂是以透明的淡黃色粘稠液體形成供應的。DPP基環(huán)氧樹脂（標準型）

DDM的三縮水甘油醚（先進樹脂）

H2NCH2CH2NHCH2CH2NH2(c)DET，室溫固化劑

（d）DDM，熱固化劑環(huán)氧樹脂的優(yōu)缺點環(huán)氧樹脂的主要優(yōu)點是：（1）粘接力強，固化機械強度高；（2）能為特殊用途提供最佳性能，能控制斷裂韌性；（3）使用方便，無揮發(fā)物；（4）固化收縮率低，固化體積收縮率為1~4%，，制品的尺寸穩(wěn)定性好；（5）良好的熱穩(wěn)定性；（6）電絕緣性好，耐化學腐蝕性能（特別是耐堿性）好；（7）樹脂保存期長，可制成B階樹脂，有良好制造預浸漬制品的特性。環(huán)氧樹脂的主要缺點是：（1）成本比聚酯樹脂高（特殊樹脂的成本可能更高）；（2）粘度大（指雙酚A型），一般不適合噴射成型；（3）固化速度比較慢，達到完全固化必須熱處理，使得不如聚酯樹脂使用方便；（4）對某些有機材料（特別是有機酸和酚）的抗腐蝕性能和高溫性能差；（5）固化劑毒性大。

2、聚酯樹脂概述聚酯樹脂由二元酸與二元醇（乙二醇）或二元酚的混合物縮合而成。這種二元酸混合物含有不飽和酸。

Propylenceglycol

丙二醇

：

Phthalicanhydride鄰苯二甲酸酐：

Maleicanhydride

馬萊酸酐：

Hydroquinone

對苯二酚：

Monomericstyrence

單體苯乙烯：

聚酯樹脂的成分聚酯種類聚酯的主要商業(yè)改型是通過用代用材料部分更換飽和酸或乙二醇來改變聚酯的組分為基礎的。例如，用間苯二酸代替標準鄰苯二酸（間苯二甲酸聚酯）或用二酚基甲烷代替一些乙二醇(“DDP樹脂”)而得到強度和耐久性好的樹脂。另一種通用的改型是用已二酸，這種酸改善了固化后基體的柔軟性和增加了斷裂伸長率。聚酯固化固化聚酯最常用的引發(fā)劑是過氧化甲乙酮（MEKP），它通常是以鄰苯二甲酸二甲酯溶液形式提供的。以石蠟油的溶液提供的環(huán)烷酸鈷作為MEKP的催化劑。

小結(jié)優(yōu)點：（1）固化迅速，且能在常溫下固化，無揮發(fā)性產(chǎn)物；（2）初始粘度低，易浸潤增強體；（3）可用多種手段實現(xiàn)固化，如引發(fā)劑、紫外線射線等；（4）可低壓成型，接觸壓也可成型；（5）機械性能與電性能優(yōu)良；（6）化學性能穩(wěn)定；（7）具有良好的環(huán)境耐久性、耐熱性、耐藥品性、阻燃、觸變性等；（8）可著色，可獲得透明美觀的涂膜；（9）、成本低，對特殊用途容易通過多種工藝措施來進行制造。

缺點：（1）空氣中氧的存在會阻礙固化；（2）固化過程中的溫度升高和收縮率大（這兩個因素導致產(chǎn)生加工應力），從而使纖維/基體間的膠接強度比較差；（3）固化不當時，由于固化放熱收縮就會產(chǎn)生裂紋；（4）固化易受溫度、濕度的影響；（5）若體系具有足夠的剪切強度則變得比較脆，在體系中韌性添加劑看來是無效的；（6）通用聚酯有可燃性；（7）硫磺、酚類化合物、碳等混入時，固化困難；（8）特殊金屬或化合物對固化影響較大；（9）對非常稀的堿的耐腐蝕性也差。

3、乙烯基酯樹脂用不飽和羥基化合物（例如乙烯醇）代替聚酯中的某些乙二醇，并去掉不飽和酸可得到與聚酯非常相似的樹脂體系。這些材料稱為乙烯基酯樹脂，并以苯乙烯單體溶液的形式在市場上出售。其使用方法與聚酯相同。這些材料的主要優(yōu)點是提高了纖維和基體之間的膠接強度?？傊?，這些材料類似于聚酯。4、酚醛樹脂概述

當酚醛樹脂在堿性條件下與甲醛縮合時，發(fā)生聚合反應。若仔細控制這個體系，聚合反應就能停止，此時聚合物仍然是可熔的或可溶的。這種預聚物稱為可溶性酚醛樹脂。它將在熱的作用下或者酸性或堿性催化劑作用下聚合，得到一種具有復雜化學結(jié)構(gòu)的致密交聯(lián)材料。交聯(lián)酚醛樹脂的結(jié)構(gòu)（可溶性酚醛樹脂）

若在酸條件下完成預聚反應，則按不同的聚合反應流程可得到一種熱塑性酚醛樹脂。這種酚醛樹脂自身不會聚合，但是在胺的絡合物，通常為六次甲基四胺作用下能交聯(lián)。

交聯(lián)酚醛樹脂的結(jié)構(gòu)（熱塑性酚醛樹脂）

酚醛樹脂的性能用于復合材料的酚醛樹脂預聚物是固態(tài)的，然而通常提供的是溶液。由于稀釋作用，溶液在室溫下是穩(wěn)定的。通常用布料或氈片作為纖維用這種溶液來浸漬，再把溶劑揮發(fā)掉。再對所得到的產(chǎn)物進行熱處理，使樹脂體系部分聚合。這種材料稱為預浸料，若這種樹脂進行了熱處理，則稱為B階預浸料（A階為液態(tài)或粘性固態(tài)預聚物，B階是一種低粘性的可熔固體，C階是完全固化狀態(tài)）。然后把預聚料按要求的方向鋪疊，并加熱加壓使之固化。所有熱固化樹脂（包括環(huán)氧樹脂和聚酯樹脂）一般都以這種方式使用，而酚醛樹脂只能用作預浸料。

酚醛樹脂的特點酚醛樹脂的主要優(yōu)點是：具有優(yōu)良的耐高溫性，特別是在氧化條件下。這特別對它們的燒蝕性，即直接在火焰中的燒穿速度有影響。在這些條件下，酚醛樹脂會很快碳化，并在外表產(chǎn)生一層優(yōu)質(zhì)的多孔碳。在表面多孔碳層慢慢燒盡的同時，保護了內(nèi)部的復合材料。而其它樹脂所形成的多孔碳層往往質(zhì)量差，會較快燒盡，生成氣態(tài)物質(zhì)。酚醛樹脂的缺點是：在聚合反應期間需要施加高壓從而很難使用它們，顏色差（由棕褐色變到黑色），由于空隙含量高，用它制成的復合材料的力學性能比由其它樹脂制成的復合材料的力學性能差。5、其它樹脂

已經(jīng)研制了多種樹脂準備用于耐高溫（例如：250℃~350℃）復合材料。例如，市場上少量可以買到的樹脂有：聚酰亞胺（PI）雙馬來酰亞胺（BMI）和聚苯并咪唑(FBI)。這些樹脂都是常常含有稠雜環(huán)的復雜的芳香材料。它們是由四官能芳香酸和芳香二胺(PI)或四胺(PBI)制成的。經(jīng)常在酸酐和堿性催化劑下對這種預聚物進行熱處理以得到交聯(lián)網(wǎng)狀物。到目前為止，這類樹脂能持久地經(jīng)受300℃左右的溫度（短時間能經(jīng)受高達420℃的溫度）。大部分耐高溫樹脂，固化反應的目的是在高溫下通過鏈間的分子重新排列，使網(wǎng)狀物具有更大的剛度。由于這些復雜的反應所要求的溫度非常高，所以必須保證部分形成的預制網(wǎng)具有高溫穩(wěn)定性。當交聯(lián)和分子重新排列反應交替發(fā)生時，為了在處于最高固化溫度之前先讓聚合反應和交聯(lián)進行到底，固化循環(huán)往往是復雜的。BMI樹脂可采用與普通的環(huán)氧樹脂所用的類似方法操作。這類樹脂的熱性能提高了。PI和PBI樹脂的使用比較困難，并且要求預浸工藝和高溫高壓的固化條件。PI比PBI的耐熱性能好，但是使用比較困難。一、復合材料成型工藝的范圍復合材料的設計包括性能（功能）設計、結(jié)構(gòu)（強度、剛度）設計和工藝設計三個相互關聯(lián)的組成部分。性能設計要求充分考慮最終產(chǎn)品的使用條件，設計出具有與要求性能相符合的復合材料；結(jié)構(gòu)設計是根據(jù)所承受的載荷和使用環(huán)境，確定結(jié)構(gòu)形狀尺寸，以確保產(chǎn)品安全、可靠；工藝設計則是選擇與產(chǎn)品性能要求及批量相適應的成型方法，使性能與結(jié)構(gòu)設計的要求能夠充分滿足，并且成型方便，成本低廉。

第五節(jié)

復合材料的成型工藝二、復合材料成型工藝的特點

首先，材料的形成與制品的成型是同時完成的。復合材料的生產(chǎn)過程，也就是復合材料制品的生產(chǎn)過程。在復合材料制品的成型中，增強材料的性狀雖然變化不大，但基體的形狀有較大改變。復合材料的工藝水平直接影響材料或制品的性能。如成型過程中纖維的預處理（物理或化學方法的處理）、纖維的排列、驅(qū)除氣泡的程度、是否擠膠、溫度、壓力、時間控制精確度等等都直接影響制品性能。

其次，復合材料的成型比較方便。因為樹脂在固化前具有一定的流動性，纖維很柔軟，依靠模具容易形成要求的形狀和尺寸。一種復合材料制可以用多種方法成型，選擇余地大。在選擇成型方法時應該根據(jù)制品的結(jié)構(gòu)、用途、生產(chǎn)量、成本以及生產(chǎn)條件綜合考慮，選擇經(jīng)濟和最方便簡便的成型工藝。

四、選擇成型工藝方法的原則在選擇成型方法時，必須同時滿足材料性能、產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟效益等多種因素的基本要求，具體應考慮：（1）產(chǎn)品的外形構(gòu)造和尺寸大??；（2）材料性能和產(chǎn)品質(zhì)量要求，如材料的物理性能，產(chǎn)品的強度及表面粗糙度（光潔度）要求等；（3）生產(chǎn)批量大小及供應時間（允許的生產(chǎn)周期）要求；（4）企業(yè)可能提供的設備條件及資金；（5）綜合經(jīng)濟效益，保證企業(yè)贏利。一般來講，生產(chǎn)批量大，數(shù)量多及外形復雜的小產(chǎn)品，多采用模壓成型，如機械零件，電工器材等；對造形簡單的大尺寸產(chǎn)品，如浴缸、汽車部件等，適宜采用SMC大臺面成型，亦可用手糊工藝生產(chǎn)小批量產(chǎn)品；對于壓力管道及容器，則宜用纏繞工藝；對于批量小的大尺寸制品，如船體外殼、大型儲槽等，常采用手糊、噴射工藝；對于板材和線型制品，可采用連續(xù)成型工藝。五、低壓成型工藝低壓成型是物料在常壓或低壓下固化成型為制品的工藝方法。成型壓力范圍為0.1Pa—0.7Pa，最高不超過2MPa。低壓成型過程一般為：先使材料在敞開的模具（也可使用對模）上具備一定形狀，然后施加壓力或不加壓，使樹脂滲透流動，通過加溫或常溫固化定型，脫模后再經(jīng)過不要的輔助加工得到制品。低壓成型設備簡單，投資少、見效快。一般輕質(zhì)材料（如木材、石膏、玻璃鋼、鑄鋁、水泥等）均可作為模具材料，同時模具制造周期短。低壓成型法特別適于大型薄壁制品整體結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)，也適宜生產(chǎn)量小和需頻繁改變尺寸的制品。因為該方法只需簡單的工具和模具以及簡易的場地便能生產(chǎn)，有時還可以進行制品的現(xiàn)場加工，方便靈活，很適合中小企業(yè)。所以，低壓成型在復合材料工業(yè)是一種“經(jīng)久不衰”的工藝方法。但低壓成型工藝也存在著生產(chǎn)效率低，勞動強度大，生產(chǎn)周期長等缺點。制品質(zhì)量在很大程度上依賴于操作人員的技術水平，而且重復性差。低壓成型工藝包括手糊工藝、噴射工藝和鋪層工藝。（一）手糊成型工藝手糊成型是聚合物基復合材料生產(chǎn)中最早使用和最簡單的一種工藝方法。手糊成型又稱接觸成型，這種方法用手工工具將布或纖維氈浸上樹脂膠液，鋪糊在敞開的模具上，經(jīng)室溫固化和脫模即可獲得制品。所用工具和工藝設備簡單，不受制品尺寸限制，但工藝質(zhì)量不穩(wěn)定，易受操作人員水平、經(jīng)驗和勞動態(tài)度的影響，且勞動條件差。適宜于小批量、大尺寸、品種變化多的制品生產(chǎn)。用手糊成型可生產(chǎn)波形瓦、浴盆、冷卻塔、活動房、衛(wèi)生間、貯槽、貯罐、風機葉片、各類漁船和游艇、微型汽車和客車殼體、大型雷達天線罩及天文臺屋頂罩、設備防護罩、雕像、舞臺道具和飛機蒙皮、機翼、火箭外殼防熱底板等大中型零件。現(xiàn)在世界各國的聚合物基復