谭冬宜 汪泽幸 王 坤 何 斌

湖南工程学院纺织服装学院，湖南 湘潭 411104

与普通织物相比，三维织物具有厚度厚、刚度大、整体成形且经纬向截面可设计等优点，且在层间性能和冲击损伤容限等方面具有显著的优势。碳纤维作为高性能纤维的典型代表，高强、高模、轻质，是高端装备轻量化的首选材料[1]。其不仅具有碳材料固有的本征特性，还兼备纺织纤维柔软的可加工性，是新一代增强型纤维。如今，利用碳纤维三维织物作为基材的复合材料受到了越来越多的重视。但碳纤维属脆性材料，断裂伸长率小，可织性较低，其在复杂预制件的织造过程中易产生磨损断裂和毛羽量增加，导致织物及复合材料性能受影响。目前，有关碳纤维织造性能的改善方法主要有：包缠法，即在碳纤维复丝外包覆涤纶长丝以改善碳纤维复丝上机织造性能，但涤纶的添加影响了复合材料中碳纤维的含量[2]；包芯纱法，成本较高[3]；加捻法，即对碳纤维进行适当的加捻，增加纤维的抱合度，碳纤维脆断现象有所改善，但没有得到彻底解决[4]；等等。本文将以碳纤维为原料，通过对碳纤维表面上浆改善其上机可织性，并设计、织制了7层层间正交碳纤维三维织物。

1 碳纤维上浆

碳纤维属脆性材料，伸长变形能力小，其作为经纱进行上机织造时易因反复受拉伸、摩擦、弯曲等作用而产生毛羽、断裂等现象，严重影响碳纤维的可织性。上浆处理可以在碳纤维表面形成保护层，防止碳纤维在生产及后续加工过程中产生毛丝，减少碳纤维之间的摩擦，起到集束和保护纤维表面的作用，提升碳纤维的使用性能[5]。……