多轴向经编玻纤织物的研究与开发开题报告

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1、开题报告多轴向经编玻纤织物的研究与开发一、选题的背景、意义（一）多轴向技术发展的历史背景多轴向技术是一种于20世纪70年代后期在国外迅速发展起来的新型制造技术，2O世纪80年代中期开始成熟，到20世纪90年代多轴向技术得到了广泛研究和推广应用。目前多轴向经编技术研究开发较先进的国家有美国、德国、法国、英国、挪威等发达国家，而我国尚处于起步阶段。多轴向经编织物以其优良的成型性、固有的悬垂性、良好的抗冲击性和能量吸收特性，以及相对其它纺织增强结构低廉的生产成本和简单的工艺流程，作为一种理想的三维结构增强材料，是目前最有效、较经济的预设计增强

2、织物¨l2J，其产品已应用于航空航天、风力发电叶片、交通运输、建筑等领域。（二）多轴向技术的研究现状20世纪80年代，美国OwensC0rning公司、Hexcel公司和Milliken公司开发了航空、航天用经编产品．美国国家航空航天局对Hexeel公司和Millik~m公司的产品进行了鉴定．证明经编复合材料是适合于航空、航天领域使用的高性能材料应用轻质、高强的多轴向经编复合材料能使飞行器的质量降低20％～25％．并可节约燃料增加有效载荷[1o]多轴向经编材料主要用来制造翼盒、翼梁、升降舵、方向舵、发动机罩等部件。经编复合材料稳固性好．

3、质轻、高强，也可用来制造船艇的船身、舱壁、甲板、桅杆、船帆等，造船业是目前经编复合材料应用最大的市场。美国已将玻璃纤维多轴向经编织物广泛用于摩托艇和游艇的制造上．瑞典使用碳纤维多轴向经编复合材料制造了军用隐形轻巡洋舰土耳其的AbemdarPer_formance玻璃钢船厂用玻璃纤维与芳纶纤维多轴向经编织物生产了双体赛艇．远远超过其他双体赛艇随着纺织产业的战略转移与产业升级，产业用纺织品的开发和应用已成为世界各国关注的热点。（三）课题研究的意义多轴向经编技术在产业用领域，特别是在复合材料领域还是一个相对较新的课题，在发达国家，此技术的应用

4、已比较广泛，在我国则起步较晚，但是该技术在国内外已引起广泛的重视，表现出巨大的发展潜力。今年，国家制定十二五规划，鼓励企业开发新能源8。而风能作为一种可再生的清洁能源，必将在国内得到进一步的研究与发展，市场潜力相当巨大。所以，对多轴向经编技术，尤其是对该技术的关键一多轴向经编织物编织工艺的研究，具有深远的意义。它能在很大程度上提高多轴向经编织物的经济效益，扩大多轴向经编织物的应用领域，表现出重要的学术价值和广阔的商业前景。二、相关研究的最新成果及动态1经编复合材料的现状与发展由于经编织物具有力学性能优异、织造成本低、工艺性好等优点．现已

5、广泛地应用于各种高性能复合材料中，如航空、航天、造船业、汽车工业、体育用品、建筑、能源及医疗等领域中。在风力发电领域．经编复合材料是制造风力发电机叶片及其他重要结构部件的主要材料．叶片质量的90％以上为复合材料我国幅员辽阔．风力资源丰富．是世界潜在的最大风力发电市场我国风力发电市场已经连续3年增长超过100％2008年我国风电总装机量约为1000万kW．增长了116％．预计到2010年能达到2000万kW．复合材料用量将近10万t．如果以碳纤维经编织物为增强体．其预计用量将达到7万t左右风力发电的迅速发展将给经编复合材料产业带来广阔的市

6、场空间图8是采用碳纤维多轴向经编织物制备的复合材料风机叶片，具有质量轻、强度高、刚性好的优点．能够满足开发大型化、轻量化、高性能、低成本的发电叶片的要求[4]。目前，风力发电是最具成本优势的可再生能源，我国幅员辽阔，地理位置优越，开发和利用风能这种绿色可再生能源具有很大的潜力，而多轴向经编织物是风力发电中不可或缺的重要组成部分。多轴向基布是制造风力发电机叶片及其他重要结构部件的主要材料，使用多轴向织物制造风力发电机的叶片，具有质量轻、强度高、刚性好等优点，能够满足开发大型化、轻量化、高性能、低成本的发电叶片的要求[12]。2多轴向经编织

7、物所用的纤维多轴向织物的可以使用的原料有玻璃纤维、碳纤维、Kevlar。纤维、涤纶、锦纶、粘胶纤维、聚乙烯扁丝等，而其中最常使用的有玻璃纤维、碳纤维和高强涤纶等。高性能的碳纤维在复合材料中充分体现了其优良的性能，但是由于碳纤维的价格较高，因而在一定程度上限制了其应用，大部分是和玻璃纤维一起使用来增加织物的强度。随着材料科学的发展，碳纤维的价格一定会有所下降，更多的应用于产业用纺织品上。目前，高性能的连续玄武岩纤维也被用于经编多轴向织物。连续玄武岩纤维的密度、硬度较高，具有优异的耐磨、抗拉增强性能，其力学强度远远超过天然纤维和合成纤维，价

8、格也要比碳纤维便宜得多，因此它是一种非常理想的增强材料，但是由于玄武岩纤维的涂层技术的限制，在一定程度上也限制了多轴向经编织物的发展，如果这一问题能得以解决，那么多轴向经编织物的发展又会上一新的台阶[12]