纺织材料与纺织设计发展探索

摘 要：人类发展过程中必不可少的为衣食住行，发展早期通过和大自然的斗争获取了生存的基本物质条件，伴随着社会的发展和进步，生活中的纺织材料逐渐趋于丰富。笔者在文本中对其进行深入的分析和研究。

关键词：纺织材料；纺织设计；发展

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.24.049

在科技发展史上其最重要的组成部分为材料科学，随着科学技术的发展和进步，高科技和航天技术趋于成熟，其对材料的依赖更重，现代科技对材料的需求是普通的纤维材料所不能提供的，因此这就要求寻找新的替代品，要求其不仅具有较高的强度、易于设计和制作，还需要造价相对便宜。笔者在本文中首先分析了纺织复合材料，然后就其应用的领域和应用优势加以探讨，最后研究了影响纺织结构复合材料的组成与设计的因素，以期进一步促进材料科学的发展和进步，为其更好的服务于人类奠定基础。

1 纺织复合材料技术剖析

和传统的纤维复合材料相比，纺织复合材料具有较大的不同。我们常讲的纤维复合材料指的是经过一定的角度和顺序铺层或缠绕纤维束制成的，纤维材料和基体材料在缠绕和铺层的同时重新组合，最终形成层状物，所以也被我们称之为层压复合材料。同时，存在于纤维复合材料中的纤维相互平行，彼此不叠加。纺织结构复合材料利用的是纤维束制成预定的结构形状，然后以此为骨架，经过固化后形成复合材料。革新这种工艺，让纺织结构复合材料对比普通符合材料具有更大的优越性，然而其细观结构比较复杂，这让分析、设计变得比较繁琐。很多的研究人员经过共同的努力，分析这种模型，虽然一些应用上的问题可以解决，但是还不够成熟，需要进一步的进行探讨，以便于对设计方法、标准等进一步统一，为纺织结构材料的普及、应用夯实基础。

2 纺织结构复合材料实际应用领域

纺织结构复合材料的应用比较广泛，其应用涉及微观世界和宏观世界。

2.1 航空航天工业

如今，作为国家科技水平的象征，航空航天工业获得较快的发展，飞机中最大的负荷之一是其自身的飞行重量，怎样把其负荷重量减轻，需要纺织复合材料为支撑，这也是为什么航天工业如此重视纺织复合材料的原因。如今纺织复合材料的使用不仅仅局限于飞机的内部装修，在其诸如舱门、雷达罩等比较重要的结构部件中都有使用。

2.2 汽车工业

汽车工业自纺织复合材料出现之日起就表现出浓厚的兴趣，重视程度不断提升，在汽车制造业中使用纺织复合材料不仅有效的降低了制造成本，也将其刚度、强度有效的提升。除此之外，在军事工业、体育等行业中也广泛的使用了纺织复合材料。

2.3 建筑行业

使用于建筑领域的纺织机构可以分为两类：刚性复合材料和柔性复合材料，不管怎样，如今的社会中广泛的使用纺织结构材料。

3 纺织复合材料的应用优势

其一，设计性强，可以按照实际的情况增加纤维束的数量，或者以实际需要为出发，构建零部件后完成组合件。这样的有点让其的应用范围大大的扩大，在高精密和机械加工等科学上扮演着重要的角色。

其二，较高的强度和模量，尤其是全方位的增强厚度方向、横向方向，保证材料的耐受性更高，具有较高的韧性；这种特性让纺织复合材料广泛的使用在高压设备等行业，在航空航天领域也有所使用。

其三，比较容易预成型以及整合前便于放置机敏类材料。

其四，能够自动化生产，具有较高的效率，大大减少加工量和连接量。长时间以来，科研院所、企业等致力于寻找一种材料，要求其具有较少的加工量和连接量，这会降低其成本，缩短制造周期，这也就意味着经济效益的提升，科研单位可以在能源节约的研究上获得更大的突破和发现。

4 纺织结构复合材料的组成与影响设计的因素

纺织结构复合材料的形态和自然界的组多生物非常的类似，其不同的为通过现代的纺织技术制造形成多种预定成形结构。纤维束网络骨架在成型后加入一些必要的基体材料，完成固化环节后制作纺织结构复合材料。基体材料是纺织结构复合材料的另一种组分，基体材料主要有四类，分别是：树脂基、金属基、陶瓷基和碳基。就复合材料而言，基体主要扮演着荷载传递、均衡以及固箝支持纤维的角色。唯有有机的协调纤维和基体，才能让各自的性能最大限度的发挥出来，为材料的整体性能贡献力量。

对工程力学进行估算的混合律仅仅是处理工程的一种模式，因此在判定各个组分发挥作用的时候不应该单纯的使用混合律。之所以不能对其单一的使用，是因为基体材料对纺织结构复合材料的力学性质、工艺性质以及环境的温度、介质、导电、导热等产生直接的影响。根据相关研究结构表明，分别固化两组之后，小组之间相互作用的力有四种，让其成为有机的整体：其一，小组自身具有的内聚力；其二，纤维表面的空隙因为基体分子的渗透作用产生的机械作用力；其三，吸附力，包括氢键以及分子间作用力；其四，纤维表面化学基团和基体的化学基团经过复杂的化学反应形成的化学键产生的作用力。这是在考虑工艺方法选择和组分选择中最应该考虑的因素。

5 结束语

不管怎样，纤维和基体材料是纺织结构符合材料设计中首选的。对材料进行选择要分析其温度、湿度、腐蚀性等其他化学性质和化学作用；在其产品特点以及功能特点的要求下，充分的使用固化技术以及预定成形技术；如果使用的环境等条件相同，我们应该考虑其经济性。社会经济的发展让纺织材料和纺织设计具有广阔的发展空间，我们要对其进行深入的研究和探索，发现更多的实用材料，更好的服务于人类。

参考文献：

[1]大势所趋 应运而生 写在中国纺织材料交易中心开业之时[J]. 纺织服装周刊，2012（09）.

[2]王建明，瞿才新，秦晓，张圣忠，王琴，吴昌祥.多组分嵌入式复合纱的生产实践[J].上海纺织科技，2014（10）.

作者简介：刘井红（1979-），内蒙古翁牛特旗人，硕士研究生，高校讲师，研究方向：纺织复合材料。endprint