一种亚麻/聚丙烯针织结构复合材料的制造方法技术

本发明专利技术涉及一种亚麻／聚丙烯针织结构复合材料的制造方法，该方法包括以下工艺步骤：１．亚麻纱编织前处理：以常规方法纺制亚麻纱；且将所得亚麻纱在络筒机上进行一次上蜡处理；２．编织亚麻／聚丙烯针织物预制件：在纬编针织横机上将所述亚麻纱与聚丙烯长丝并股共织成针织物预制件；所述针织物的组织结构是１＋１罗纹结构组织或四平结构组织；所述亚麻纱线与聚丙烯长丝的并股共织股数比为１∶１－３；百分体积含量比为５０－７５∶５０－２５；３．复合材料制备：利用常规热压复合成型方法对亚麻／聚丙烯针织物预制件直接热压复合固化成型为复合材料。所制成的亚麻纱与聚丙烯长丝复合材料具有优良的拉伸性能和抗冲击能量吸收性能等特性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种纤维增强体复合材料的制造方法，具体为一种亚麻/聚丙烯 针织物及其以该针织物作为增强材料的树脂基复合材料的制造方法，国际专利主分类号拟为Int.Cl.D04H 1/00 (2006.01)。
技术介绍
纺织复合材料技术在国内外都受到了极大关注，其产品被广泛应用于国防 科技、工农业生产和民用材料等各个领域。产业用的织物(包括针织物、机织 物或非织造物等)常用来做树脂基复合材料的增强材料(也称骨架、增强体或 支持体)。天然植物纤维如麻、竹、麦杆、椰壳纤维等因其具有源于自然、对环 境无害、可生物降解等特点而被归入环境材料的范围。作为高性能天然纤维的 亚麻是一种丰富的、生长期短的可再生资源，而且亚麻纤维自身为天然的复合 材料结构，是可降解的有机纤维，具有高强、高模、价廉及可回收、可降解、 可再生的生态环保等优良性能，是作为环保型复合材料的理想增强材料，同时 我国麻资源充足，作为产业用原材料有利于环境保护和可持续发展，具有一定 的社会意义。聚丙烯(PP)纤维是热塑性树脂基体，具有断裂韧性好，抗冲击 性强、成型工艺简单、成本低、可回收利用的环保特性，所以利用亚麻纤维来 增强可回收利用的热塑性基体，制备环保型复合材料，是玻璃纤维等增强的其 它复合材料所不能比拟的。关于麻纤维复合材料及其制品的研究已有不少文献例如，德国巴斯夫 (BASF)公司研究了采用黄麻、剑麻和亚麻纤维作增强材料，与聚丙烯等热塑 性塑料复合，制造出天然纤维毡增强复合材料的技术。该麻类纤维增强复合材料主要被汽车行业所用，如已被奔驰(Benz)、福特(Ford)等汽车公司采用(肖 加余等，高性能天然纤维复合材料及其制品研究与开发现状，玻璃钢/复合材 料.2000(2): 38—43);又如德国拜耳(Bayer)公司与其子公司汉奈克(Hennecke) 公司合作开发了一种利用亚麻纤维垫做增强体的聚氨基甲酸酯复合材料的技 术，用于生产汽车装饰材料。再如，比利时的波考泰克斯(Procotex)公司在 技术纺织品展览会上展出了一种亚麻复合材料，是用50%亚麻和50%聚丙烯混合 制成的毡，毡厚2cm，再把它进一步制成压縮平板或模压成组件复合材料，该材 料也主要也用于汽车工业。印度采用黄麻、剑麻、亚麻及竹纤维作为增强材料， 与热固性或热塑性聚合物复合，制成天然纤维增强聚合物复合材料制品，并也 已开始工程应用(Prakash Yadav等,黄麻增强热固性复合材料的物理机械特征. 第十二届国际复合材料学术会议，1999. 07，巴黎；Prakash Yadav， Ajay K. Nema， Anurag Nema & S. K. Nema. Physico-mechanical characterization of jute fiber composites with themoset resin. ICCM-12, July, 1999， Paris.)。我 国西安工程科技学院研究的"苎麻纤维增强不饱和聚脂树脂"(H.M.Wang等.一 种新型天然纤维复合材料的研究一苎麻纤维增强不饱和聚脂树脂基复合材料. 第十二届国际复合材料学术会议，1999.07，巴黎；H. M. Wang， Y. Q. Sun et al. Exploring of a new naturalfiber composite—Ramie fabric/UP composite. ICCM-12, July, 1999， Paris.)，中山大学研究的"剑麻纤维增强 不饱和聚脂树脂"(曾汉民等，剑麻纤维增强玻璃钢靠背椅性能研究.玻璃钢/ 复合材料，1999， (4): 19一31)和国防科技大学研究的"苎麻纤维增强聚氨脂 泡沫和热塑性塑料"(肖加余等，重视高性能天然纤维复合材料性能研究与制品 开发，山东泰安中国复合材料学会第三次全国会员代表大会，1999)等。但 无论是国内还是国外，关于麻纤维特别是亚麻纤维针织物增强复合材料的具体 技术，至今尚未见工程应用的报道。
技术实现思路
针对实际需要和现有技术的不足，本专利技术拟解决的技术问题是，设计一种 亚麻/聚丙烯针织结构复合材料的制造方法，该方法利用针织物做复合材料增强 体，具有针织技术所具有的生产效率高、工艺流程简单、可设计性强、成本低廉等特点；所制成的复合材料具有针织结构纤维制品优良的拉伸性能和抗冲击 能量吸收性能等特性，且成本低，便于实际推广应用。本专利技术解决所述制造方法技术问题的技术方案是设计一种亚麻/聚丙烯针 织结构复合材料的制造方法，该方法包括以下工艺步骤1. 亚麻纱编织前处理以常规方法纺制亚麻纱；且将所得亚麻纱在络筒机 上进行一次上蜡处理；2. 编织亚麻/聚丙烯针织物预制件在纬编针织横机上将所述亚麻纱与聚 丙烯长丝并股共织成针织物预制件；所述针织物的组织结构是1+1罗纹结构组 织或四平结构组织；所述亚麻纱线与聚丙烯长丝的并股共织股数比为l: l一3; 百分体积含量比为50—75: 50—25;3. 复合材料制备利用常规热压复合成型方法对亚麻/聚丙烯针织物预制件直接热压复合固化成型为复合材料。与现有技术相比，本专利技术制造方法选取了亚麻作为复合材料增强体的主要 原料，采用了亚麻纱与聚丙烯长丝在纬编针织横机上并股共织的方法制备针织 物(针织结构复合材料)预制件，然后采用热压复合的方法制造复合材料的制 造方法，具有工艺流程简单、可设计性强，效率高，易于操作，成本低廉，有效利用麻资源，没有废弃物产生，有利于环境保护，便于实际应用推广等特点；所制成的亚麻纱与聚丙烯长丝复合材料具有针织结构纤维制品优良的拉伸性能 和抗冲击能量吸收性能等特性，是一种较理想的环保民用复合材料。本专利技术制得的复合材料板材试样抗拉伸最大值载荷为65. 251—469. 072N, 断裂伸长率为10. 12—66. 80%;抗冲击载荷峰值为0. 558 — 1. 271kN，载荷峰值 处吸收能量为5.126 — 12.584J。可作为绿色环保民用复合材料，根据使用过程 中对其抗拉伸、抗冲击载荷或对其拉伸、冲击能量吸收等不同方面的不同需求，用于民用装潢材料、汽车内饰配件、汽车抗冲击减振构件等不同用途领域。具体实施例方式下面结合实施例及其附图进一步叙述本专利技术。本专利技术的亚麻/聚丙烯针织结构复合材料的制造方法(以下简称方法)，该 方法包括以下工艺步骤-l.亚麻纱编织前处理即以常规方法纺制亚麻纱；且将所得亚麻纱在络筒 机上进行一次上蜡处理。研究表明，亚麻纱毛羽较多，直接上机与聚丙烯长丝 (PP)并股共织时易产生飞絮，清洁困难，而且飞絮落在纱线上易形成新的纱疵。实验发现，亚麻纱经过在络筒机(实施例为CORGHZ型)上进行一次过蜡处理后，可减少其表面毛羽，上机编织时可减少与针的摩擦，可使针织(编织) 更顺利。所述的上蜡处理本身为现有技术。2.编织亚麻/聚丙烯针织物预制件即在纬编针织横机上将所述亚麻纱与聚 丙烯长丝并股共织成针织物预制件；所述针织物的组织结构是1+1罗纹结构组 织或四平结构(满针罗纹)组织。所述亚麻/PP纱线的并股股数比为Nf: Np=l: l一3(Nf和Np分别为亚麻和PP长丝的并股股数)；百分体积含量比为Vf: Vp=50 一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种亚麻／聚丙烯针织结构复合材料的制造方法，该方法包括以下工艺步骤：（１）．亚麻纱编织前处理：以常规方法纺制亚麻纱；且将所得亚麻纱在络筒机上进行一次上蜡处理；（２）．编织亚麻／聚丙烯针织物预制件：在纬编针织横机上将所述亚麻纱与聚丙烯长丝并股共织成针织物预制件；所述针织物的组织结构是１＋１罗纹结构组织或四平结构组织；所述亚麻纱线与聚丙烯长丝的并股共织股数比为１∶１－３；百分体积含量比为５０－７５∶５０－２５；（３）．复合材料制备：利用常规热压复合成型方法对亚麻／聚丙烯针织物预制件直接热压复合固化成型为复合材料。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李红霞，黄故，刘丽妍，刘丽，周艳卫，
申请(专利权)人：天津工业大学，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]