刘洋 曹洋洋 (辽东学院服装与纺织学院,辽宁 丹东 118003）

工艺的变革，使纺织结构复合材料与普通复合材料相比具有许多突出的优点，同时由于细观结构的复杂化又给设计和分析增添了更多的困难。迄今虽然经过许多研究者的努力，已经发展了各种分析模型，能解决一些应用问题，但还远没有成熟，还需要经过比较、积累和进一步发展，以形成完善而统一的分析、设计方法和相应的标准，才能使纺织结构复合材料得到更广泛的应用。

一、纺织复合材料技术分析

材料、能源和食品既是人类赖以生存的三大要素，又是人类与自然界作斗争所追求的三大目标，由它们组成的某个时代的物质世界就是人类历史演进的标志。 纺织结构复合材料是纺织技术和现代复合材料技术结合的产物，它与通常的纤维复合材料具有较大的区别。纤维复合材料是通过把纤维束按一定的角度和一定的顺序进行铺层或缠绕而制成的，基体材料和纤维材料于铺层或缠绕时同时组。纤维复合材料中的纤维是平行的、互不交叠的。而纺织结构复合材料是利用纺织技术首先用纤维束织造成所需结构的形状，然后以预成型作为增强骨架进行浸胶固化而直接形成复合材料结构。

二维编织复合材料由使用经线纬线形成的二维编织物为增强体的预浸料经固化成型后得到;维编织复合材料以整体编织预成型体作为增强材料。相比于普通复合材料制件，三维编织复合材料不需要缝合和机械加工，具有较高的强度、刚度和垂直方向上较好的抗冲击性、耐烧蚀性，而且克服了传统层合板复合材料易分层、开裂敏感和损伤扩展快的缺点。三维机织物可以通过二维机织物再次织造获得，亦可直接织造。目前编织/纺织复合材料主要用于船舶工业。它在航空航天、建筑、体育民用等各个领域有着很大的应用前景。

二、纺织复合材料的发展

在20年代，波音公司就已经使用纺织结构来增强飞机的机翼。50年代，美国通用电器公司也选择纺织结构作为碳/碳复合材料鼻锥的增强形式。70年代初，在缠绕工艺的影响下，二维编织工艺被引入复合材料领域。随着复合材料的发展，二维编织工艺也得到了迅速的发展，并为制造复杂形状复合材料开辟了一条成功之路。80年代，通过纺织界与复合材料界的合作，编织技术由二维发展到三维，从而为制造高性能复合材料提供了新的途径。

纺织预成型技术主要有机织、针织、编织、穿刺和缝纫等。基于纱束整体化的程度以及在预成型结构内厚度方向增强的程度,可把纺织预成型织物划分成二维和三维两大类型。更近代发展的预成型技术。如角连锁机织和实体编织完全是整体化的结构.并且在厚度方向具有相当大程度的增强。这些预成型件属于三维织物。

近20年来.人们对正交织物和编织物研究的较多,而对多层机织物、多轴向编织物以及缝合织物研究的较少。相信随着材料工作者对纺织品结构以及加工技术的不断了解.多层机织物和多轴向编织物等必将以其独特的成型方式及式及性能受到人们的青睐。

三、纺织结构复合材料应用

按当代历史观点，纺织结构复合材料的出现是近世纪材料科学发展的重大进步之一。而按纺织结构复合材料的定义，可以追溯到中国古代用编成排的秫桔混合粘土做成的墙体，这是纺织结构复合材料在建筑领域的最早应用。 用铜丝编织成的陶瓷基容器。中国明朝就已经应用。由此可知，人类很早就应用纺织结构复合材料，因而纺织结构复合材料的出现和发展是一个悠久的历史过程。

另外，在航空航天领域，高温、烧蚀和高速冲刷的导弹头锥、火箭发动机的喉衬采用三维整体编织结构复合材料。目前对空间飞行器，特别是对那些长时间在轨道运行的空间站、空间实验室和重复使用的太空运输系统，正在进行一类智能型纺织结构复合材料的研究。在交通运输领域，从自行车到汽车、舰艇、高速火车和军用战车，都可以找出用纺织结构复合材料制成的零、部件和主体构架的例子，只是不同部件采用不同类型的纺织结构而已。

在建筑领域也可应用，如梁、柱、骨架等;如体育馆、停车场和车站的屋顶、野营帐篷等。大多采用三维织造类结构复合材料和二维织造类结构复合材料。

另外，在体育用品如高尔夫球杆，医疗用品如人造血管、骨骼等处，结构复合材料均有涉及。

由此可见，现代纺织结构复合材料是在常规复合材料高度发展和广泛应用于各工业领域的基础上产生和发展起来的，通过吸收纺织学科各类织造技术，形成了机织、针织、编织等类别的纺织结构复合材料。其重要原因之一，就是纺织构造的优越的力学性能，特别是不同的织造技术所形成的纤维束的微观构型，适应十分广泛的载荷环境作用下的工程结构的要求。

结束语：复合材料科学是跨越机械、化学、化工、物理、纺织等多学科的新兴学科。近20年来,对新型复合材料的设计及对复合材料的性能的分析和评价研究,取得了重大突破。最大的进步是原材料领域;树脂也发展很快.不但有热固性树脂,而且还出现了高性能热塑性树脂。这极大地改进了复合材料的性能,扩展了对其设计的自由度,拓宽了复合材料的应用领域。纺织复合材料高损伤容限、高断裂韧性、耐冲击、抗分层、开裂和疲劳，优良的可设计性，经济性好、成本低、制造周期短，材料质量好，可靠性强，随着人类科技文明的进一步发展,复合材料将会在各产业领域发挥更加重要的作用!