本实用新型专利技术公开了一种用于异形三维编织预制体参数实时监测的线材，包括内部芯层、中间绝缘层和外部包缠层，所述内部芯层为碳纳米管纤维束。本实用新型专利技术中内部碳纳米纤维束被中间层包覆，包覆较紧密，最外层有包缠层，可以避免内部纤维束脱出的情况；芯层纤维为碳纳米纤维，碳纳米纤维力学性能优异，参与预制体的编织不仅可以实时监测预制体参数的变化，还可以提高预制体的力学性能；外部包缠层可以保护芯层碳纳米纤维面，可减少监测线材与其他材料摩擦而造成监测线材的失效。擦而造成监测线材的失效。擦而造成监测线材的失效。
【技术实现步骤摘要】
一种用于异形三维编织预制体参数实时监测的线材
[0001]本技术涉及纺织纤维
，具体涉及一种用于异形三维编织预制体参数实时监测的线材。
技术介绍
[0002]碳纳米管传感器的工作机制是是依靠机械应变改变传感器中碳纳米管间的距离，引起传感器电阻率的变化，进而由电阻率的变化来对材料进行实时监测。碳纳米管与碳纤维具有一定相似性，因此将碳纳米线作为纱线加入编织系统也会提高编织预制体的性能。此外，碳纳米线的应变与电阻率呈现良好的相关性。因此在极限应变小于碳纳米线破坏应变，尤其是远小于碳纳米线破坏应变的预制体中加入碳纳米线传感器实时监测预制体参数的方案是可行的。此外，碳纳米管纤维强力高，用作监测线材，不仅可以监测异形三维编织预制体编织过程中的参数变化，还可以在一定程度上提高预制体的力学性能。
[0003]编织结构是第一种作为增强相的纺织复合材料的纺织结构应用在诸多领域。选用适当的纤维纱线与编织结构，不仅可以增强，还可以减重。在一些复杂的结构件中需要使用异形三维编织预制体。异形编织预制体在力学性能上体现出了其他预制体无法比拟的优点，但异形编织预制体也有缺点。虽然异形三维编织技术可以编织一些普通二维、三维编织技术不能编织或者难以编织的预制体，但由于编织得到的预制体是异形件，因此在编织以及其他工序产生的外部不可见的损伤很难被发现，并且异形三维编织预制体的参数很难做到实时监测。
技术实现思路
[0004]专利技术目的：为了克服现有技术的不足，本技术提供一种用于异形三维编织预制体参数实时监测的线材，采用碳纳米管纤维芯层、中间浸渍层、外部包缠层的结构，用以解决异形三维编织预制体在编织时无法监测预制体参数的问题，有效提高预制体的力学性能。
[0005]技术方案：为实现上述目的，本技术提供一种用于异形三维编织预制体参数实时监测的线材，包括内部芯层、中间绝缘层和外部包缠层，所述内部芯层为碳纳米管纤维束。在预制体的制备过程中将该线材编织在预制体中，连接传感器与计算系统，用以实时监测预制体参数的变化。
[0006]进一步地，所述内部芯层的碳纳米管纤维束为伸直状态，未经过加捻。
[0007]进一步地，所述中间绝缘层为聚四氟乙烯，其采用浸渍与固化成型的方法包覆于内部芯层表面。
[0008]进一步地，所述外部包缠层采用芳纶纱进行编织包缠。
[0009]进一步地，所述外部包缠层为两向编织结构，其编织角为20
°
～50
°
。
[0010]进一步地，所述内部芯层、中间绝缘层和外部包缠层的厚度分别为该线材半径的60％～70％、10％～15％、10％～30％。
[0011]有益效果：本技术提供的一种用于异形三维编织预制体参数实时监测的线材，相对于现有技术，具有以下优点：
[0012](1)内部碳纳米纤维束被中间层包覆，包覆较紧密，最外层有包缠层，可以避免内部纤维束脱出的情况；
[0013](2)芯层纤维为碳纳米纤维，碳纳米纤维力学性能优异，参与预制体的编织不仅可以检测预制体参数变化，还可以提高预制体的力学性能；
[0014](3)外包缠层的芳纶纱可以保护芯层碳纳米纤维面，利用芳纶纱的耐磨性能，可减少监测线材与其他材料摩擦而造成监测线材的失效。
附图说明
[0015]下面结合附图对本技术作进一步描写和阐述。
[0016]图1为本技术优选实施例的结构示意图；
[0017]图2为本技术优选实施例的剖面图；
[0018]附图中的标记如下：1、内部芯层；2、中间绝缘层；3、外部包缠层。
具体实施方式
[0019]下面将结合附图对本技术的优选实施方式进行描述，以更加清楚、完整地阐述本技术的技术方案。
[0020]实施例
[0021]如图1
‑
2所示为一种用于异形三维编织预制体参数实时监测的线材的优选实施方式，包括内部芯层1、中间绝缘层2和外部包缠层3，所述内部芯层1为碳纳米管纤维束。在预制体的制备过程中将该线材编织在预制体中，连接传感器与计算系统，用以实时监测预制体参数的变化。
[0022]进一步地，所述内部芯层1的碳纳米管纤维束为伸直状态，未经过加捻。
[0023]进一步地，所述中间绝缘层2为聚四氟乙烯，其采用浸渍与固化成型的方法包覆于内部芯层1表面。
[0024]进一步地，所述外部包缠层3采用芳纶纱进行编织包缠，采用两向编织结构，其编织角为20
°
～50
°
。
[0025]进一步地，所述内部芯层1、中间绝缘层2和外部包缠层3的厚度分别为该线材半径的60％～70％、10％～15％、10％～30％。
[0026]上述优选实施方式中的用于异形三维编织预制体参数实时监测的线材采用以下方法制备：
[0027](1)确定芯层碳纳米管纤维束的规格参数：根据编织预制体的力学以及编织线材线密度需求进行选择，碳纳米纤维束直径约为600nm～800nm；
[0028](2)制备聚四氟乙烯中间层：采用浸渍固化的方法使芯层表面覆盖聚四氟乙烯，中间层厚度为100nm～150nm；
[0029](3)制作芳纶纱外包缠层：使用编织机对包覆有聚四氟乙烯的碳纳米管纤维束进行八字形编织包缠，编织速度为50m/h
‑
200m/h，编织目数为20
‑
50。最终芯层、中间层、外包缠层的厚度与线材半径比例分别为60％～70％、10％～15％、10％～30％。
[0030]本技术提供的实时监测线材，可应用于异形三维编织预制体的编织中，用以实时监测预制体参数的变化，适用范围较广，有利于推动异形三维编织预制体的制备与性能的提高。
[0031]上述具体实施方式仅仅对本技术的优选实施方式进行描述，而并非对本技术的保护范围进行限定。在不脱离本技术设计构思和精神范畴的前提下，本领域的普通技术人员根据本技术所提供的文字描述、附图对本技术的技术方案所作出的各种变形、替代和改进，均应属于本技术的保护范畴。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于异形三维编织预制体参数实时监测的线材，其特征在于，包括内部芯层(1)、中间绝缘层(2)和外部包缠层(3)，所述内部芯层(1)为碳纳米管纤维束；所述碳纳米管纤维束为伸直状态，未经过加捻；所述中间绝缘层(2)为聚四氟乙烯，其采用浸渍与固化成型的方法包覆于内部芯层(1)表面；所述外部包缠层(3)采用芳纶纱进行...
【专利技术属性】
技术研发人员：伍立立，李茂源，宗晟，廖碧云，
申请(专利权)人：宜兴市新立织造有限公司，
类型：新型
国别省市：
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