自上世纪九十年代以来，纺织结构复合材料[1]已普遍在航空航天、军工、航海、交通运输、建筑、体育等领域使用。纺织复合材料[2]具有好的整体性，适宜制作形状和结构较为复杂的构件，加工成型方便，成本相对较低。目前纺织复合材料已逐渐代替传统的木材及金属合金，被普遍应用于工程领域。纬编结构[3]易变形，在之前被认定不适宜用于复合材料增强体，而近十几年来，由于其延伸性、悬垂性、抗冲击疲劳性能好，生产效率高和生产成本低的特点，逐渐出现在复合材料的应用中。目前，对纬编针织物的探究逐渐增加与深化，纬编针织物用作复合材料的增强体也得到了快速的发展。本文主要在横机上编织3种有代表性的纬编针织结构。芳纶纤维既具有高模量高强度，又具有耐腐蚀、耐磨损等优点[4-7]，而超强聚乙烯纤维既具有高比强度和高比模量，又具有密度小、耐冲击和耐低温等特性[8-10]。因此，将两种高性能纤维结合起来使用，能够使整体织物的质量减轻，耐光、耐热性能得到改善，充分发挥二者的优异性能，编织出来的增强体会具有十分优越的性能。模压成型具有生产效率高，外形尺寸准确，对结构复杂制品可一次成型等优点。因此，选用该成型方法制备芳纶与超强聚乙烯纤维交织增强体复合材料。

本文针对芳纶和超强聚乙烯纤维难以编织的特点，通过在不断的试织中选择合适的编织工艺，设计并编织满针罗纹、罗纹空气层和集圈-平针复合组织增强体织物，实现在横机上的编织，并测试了各种织物的基本参数，选用模压成型工艺制备出芳纶与超强聚乙烯纤维交织增强体复合材料，为两种及以上交织增强体复合材料的应用与性能研究提供理论和实验依据。

1 编织

芳纶纤维由于其丝束没有加捻且纱线表面刚性大，较光滑。超强聚乙烯纤维由于没有捻度且摩擦强度较小，其纱线几乎不吸水，编织时易起毛，需要在湿态下进行编织。由于这两种纤维很难编织，采用硅烷偶联剂KH-550处理，并在不断的试织中选择合适的编织工艺。同时，要在横机机号允许的条件下，采用较粗的纱线编织较为密实的增强织物，增加复合材料中织物的体积占有比，增强复合材料的整体性能。而在横机上能够编织无需裁剪就能满足实验要求的织物，有助于后续复合材料的成型加工，而且改变工艺很方便。同时，纬编针织结构延伸性好、易成型且成本低。因此，通过在横机上多次试织3种纬编针织交织增强体织物，得到3种增强体织物组织的较优编织工艺参数表如表1所示。同时，还需要调节合适的给纱张力和牵伸拉力。

表1 不同组织编织工艺参数

组织参数 满针罗纹组织罗纹空气层组织集圈-平针复合组织弯纱深度/mm155155165尺寸/cm25×2525×2525×25

实验中选用的3种纬编针织交织增强体结构为满针罗纹组织、罗纹空气层组织和集圈-平针复合组织。满针罗纹组织比较密实，编织的织物平整、弹性较好，横向拉伸小，尺寸稳定性和保形性好，满针罗纹组织实物图如图1所示。罗纹空气层织物横向延伸性小，尺寸稳定性好，织物厚实、挺括、丰满。超强聚乙烯纤维的加入，增强了织物纬向的拉伸强力，罗纹空气层组织实物图如图2所示。图3为集圈-平针复合组织实物图。由图3可知，织物正反两面呈现不同的性能和风格，织物正面显示的是芳纶纱线，反面是超强聚乙烯纱线。如果是表面需要耐高温的部件，可以将芳纶所在的正面在外面；如果是在航海等领域抵抗冲击性的，可以将超强聚乙烯纤维面作为外面的一面使用。

图1 满针罗纹组织实物图

图2 罗纹空气层实物图

(a)织物正面

(b)织物反面

图3 集圈-平针复合组织实物图

2 制备

2.1 树脂体系的选择及其特征

基体树脂是权衡复合材料性能的一个关键问题。树脂基体的性能直接关系到树脂基复合材料的性能。因此，选择树脂时要特别注意。一般要求选用的树脂要与纤维之间有一定的润湿性、界面粘结性和固化收缩率要小，赋予产品需要的力学、物理和化学性能。本文采用环氧乙烯基酯树脂，其分子结构式如图4所示，由图4可知，从分子结构的组成可以得知,其分子链上具有环氧主链结构以及不饱和聚酯的双键结构，环氧乙烯基酯树脂环氧主结构使其具有更强的物理性能和优异的耐热性；分子链末端的不饱和双键结构，使得环氧乙烯基酯树脂具有高反应活性，树脂可快速固化，所以环氧乙烯基酯树脂兼顾了环氧树脂和不饱和聚酯的优良性能特点。因此，环氧乙烯基酯树脂具有不饱和树脂的某些特点，但优于不饱和聚酯，其具有较好的刚度、强度、耐腐蚀性能、粘度低和易加工等特点。因而在发电领域用于制作风车叶片，在航海方面用于生产轮船潜艇的部件以及化工厂用大型储罐等，尤以玻璃钢使用最广。环氧乙烯基酯树脂有耐热、耐腐蚀、低收缩的优点，适用于多种成型工艺。

图4 环氧乙烯基酯树脂的分子结构式

织物增强热固性树脂复合材料成型工艺一般有模压成型、层压成型、片状模塑料成型、手糊成型、树脂传递模塑成型和反应注射模塑成型等。模压成型是将一定量的预混料或预浸料加入金属对模内，经加热、加压来固化成型，与其它成型工艺相比，模压成型具有生产效率较高，外形尺寸准确，可有效降低制造成本，表面光洁，尤其对结构复杂制品可一次成型，能有效避免分子取向，不会损坏复合材料制品性能。因此，选用该成型方法制备芳纶与超强聚乙烯纤维交织增强体复合材料。模压成型模具结构图如图5所示。

2.2 复合工艺的选择

综合考虑制品的性能要求以及与树脂的特性，选用引发剂为2-过氧化甲丁酮，促进剂为异辛酸钴，通过测试得到树脂固化配方中环氧乙烯基酯树脂、固化剂与促进剂的质量比为100:2:1。

图5 模具结构图

2.3 制备过程

在复合前需要对增强体织物进行清洗，再将织物浸渍于配置好的树脂胶液中，使二者进行充分的接触，待树脂胶液替换织物孔隙里存在的空气，把凡士林均匀地涂覆在模具的凸模和凹模的表面上，在凹模上倒上一层树脂铺平凹模，然后将增强体织物铺放到凹模中，之后在织物上面再倒上一层树脂，等待树脂达到凝胶状态。加料完成后将凸模和凹模相闭合。闭模后树脂通过渗透慢慢进入增强体织物内部，在常温有一定压力的条件下使其充分固化。完成固化后，取下上方的凸模，制作完成的复合材料试样如图6所示。

图6 制作完成的复合材料试样

2.4 基本参数

女友没有动，只是把脸扑在我的胸膛。我扳过女友的脸，就吻……吻着，吻着，我突然一愣，推开她一看，是秀姐。

织物的密度、厚度、纤维体积含量和平方米克重是影响复合材料性能的重要因素，需要对其测试，测试结果如表2所示。

表2 各种组织结构的工艺参数

织物结构织物厚度/mm横密/(纵行·10cm-1)纵密/(横列·10cm-1)纤维体积含量Vf/%平方米克重/g·m-2满针罗纹29224288372153425罗纹空气层28128326531101625集圈-平针复合组织2631822602974425

3 结论

(1)针对芳纶和超强聚乙烯纤维难以编织的特点，通过在不断的试织中选择合适的编织工艺，设计并编织满针罗纹、罗纹空气层和集圈-平针复合组织增强体织物，实现在横机上的编织。测试各种织物的基本参数，它们满足作为复合材料增强体的要求。同时总结编织时易出现的技术问题，并给出相应的解决办法。

(2)以芳纶与超强聚乙烯纤维交织增强体织物为增强体，环氧乙烯基酯树脂为基体，确定基体配比工艺为环氧乙烯基酯树脂、固化剂与促进剂的质量比为100:2:1，通过模压成型工艺制备出满针罗纹、罗纹空气层和集圈-平针复合组织增强体复合材料，为两种及以上交织增强体复合材料的应用与性能研究提供理论和实验依据。

对于考生而言，这完全是一道新题目.现在很多老师都认为书本中的习题过于简单，应用过于肤浅，一味的选择拔高题，这反而忽略了学生学习循序渐进的过程，应当重视书本习题的变式与归纳总结.

式中，Pt为激光发射功率，St为目标反射率，Tr为接收光学系统效率，Tt为发射光学系统效率，Ar为接收光学面积，θ为入射光线与法线的夹角，R为目标与系统之间的距离，Ua为大气衰减系数.

参考文献

[1] 孙佳英.纺织增强复合材料抗环境腐蚀性能的研究[D].杭州：浙江理工大学, 2013.

[2] 冯兆行.热塑性纤维混杂纺织复合材料的研究[D].杭州：浙江理工大学,2010.

[3] 李翠玉,贾静艳,罗岳文,等.UHMWPE纤维纬编针织复合材料的制备工艺研究[J].材料导报, 2015,29(22):67-71.

[4] 孙晓婷，郭亚.芳纶纤维的研究现状及应用[J].成都纺织高等专科学校学报，2016(3)：164-168.

[5] 凌新龙，郭立富，黄继伟，等.芳纶纤维表面改性技术研究现状与进展[J].成都纺织高等专科学校学报，2016(2)：44-52.

[6] 王彦杰，孟家光，张永锋.芳纶针织增强体头盔制作及基本性能研究[J].成都纺织高等专科学校学报，2017(1)：104-107.

[7] 孙晓婷，郭亚.高性能纤维的性能及应用[J].成都纺织高等专科学校学报，2017(2)：216-219.

[8] 李建利，王海涛，赵领航，等.超高分子量聚乙烯纤维的发展及需求应用[J].成都纺织高等专科学校学报，2016(1)：141-144.

[9] 魏冬，薛涛，孟家光，等.正交试验分析铬酸改性UHMWPE纤维[J].成都纺织高等专科学校学报，2017(2)：159-162.

[10] 毛云增,蔡正国,杨曙光,等.超高分子质量聚乙烯纤维研究进展[J].中国材料进展, 2012, 31(10):37-42.