[發明專利]一種抗沖擊復合材料用碳纖維混雜織物

有效

• 申請號: 200910155010.1
• 申請日: 2009-12-10
• 公開（公告）號: CN101736480A
• 公開（公告）日: 2010-06-16
• 發明（設計）人: 顏春;朱春燕;李娟;范欣愉
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: D03D15/00
• 分類號: D03D15/00;D04B1/14;D04B21/00;D04C1/02;D02G3/04
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

技術領域

本發明涉及紡織品，尤其涉及一種抗沖擊復合材料用碳纖維混雜織物。

背景技術

碳纖維與其他高性能纖維相比具有最高比強度和最高比模量。特別是在 2000℃以上高溫惰性環境中，是唯一強度不下降的物質。同時碳纖維復合材 料同樣具有其他復合材料無法比擬的優良性能，例如比強度、比模量高，密 度小，耐高溫、耐疲勞，抗腐蝕、熱膨脹系數低等。因此碳纖維被廣泛應用 于軍事及民用工業的各個領域。

碳纖維復合材料最大的缺點為脆性，斷裂延伸率低，在遭受沖擊后容易 引起損傷，并引起復合材料力學性能較大幅度地降低，尤其是沖擊后的剩余 壓縮強度明顯降低。因此，提高碳纖維復合材料的韌性和抗沖擊性能是其廣 泛應用和發展的關鍵。

目前國內外典型的復合材料增韌的方法有兩種，其一是采用已增韌過的 均相樹脂體系來提高復合材料整體韌性，這種方法被稱為原位增韌；另一種 是采用層間引入高性能熱塑性樹脂連續相并通過特定工藝產生相反轉或相分 離的方法來達到提高復合材料整體韌性的目的，這種方法被稱為離位增韌。 這兩種方法主要是對樹脂基體或者復合材料層間較為薄弱部位進行增韌。

但上述兩種方法中無論哪種方法都存在工藝周期長和工藝較復雜的問 題，最終導致生產成本較高。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：如何利用纖維的混雜效應，綜合各種纖維 各自的優點，尤其是利用有機纖維抗沖擊性能和碳纖維優良的結構性能，提 供一種低成本的可應用于抗沖擊復合材料的碳纖維混雜織物。

為解決上述技術問題，本發明提供一種碳纖維混雜織物，形成所述混雜 織物的纖維中包括55％至95％(體積)的碳纖維和5％至45％(體積)的第二 有機纖維，所述的第二有機纖維選自超高分子量聚乙烯纖維、芳綸纖維或聚 對苯撐苯并雙噁唑纖維中的一種或前述三種纖維的擇二組合或前述三種纖維 的任意組合。

可選地，所述混雜織物是用所述碳纖維與所述第二有機纖維混纖成纖維 束后，用所述纖維束編織而成。也就是說，形成該混雜織物的方法分為兩步， 先將碳纖維與第二纖維混纖成纖維束，然后再用混纖形成的纖維束來紡織成 織物。

可選地，所述混雜織物是用所述碳纖維與所述第二有機纖維直接紡織而 成。也就是說，形成該混雜織物的方法是碳纖維與第二有機纖維不經過混纖 而直接交替排列紡織成織物。

可選地，所述混雜織物是用所述碳纖維與所述第二有機纖維混纖成纖維 束后，用所述纖維束與所述第二有機纖維紡織而成。也就是說，形成該混雜 織物的方法分為兩步，先將碳纖維與第二纖維混纖成纖維束，然后用混纖形 成的纖維束與第二有機纖維交替排列紡織成織物。

可選地，所述混雜織物是用所述碳纖維與所述第二有機纖維混纖成纖維 束后，用所述纖維束與所述碳纖維紡織而成。也就是說，形成該混雜織物的 方法分為兩步，先將碳纖維與第二纖維混纖成纖維束，然后用混纖形成的纖 維束與碳纖維交替排列紡織成織物。

可選地，所述混雜織物中碳纖維存在于所述混雜織物主要受力的經線或 緯線或經緯線中。也就是說，混雜可以發生在織物的經向、緯向或經緯向。 而混雜方向的選擇取決于主承力方向。

可選地，所述混雜織物的種類為平紋織物、斜紋織物、緞紋織物、單向 織物、多層多軸向織物、多軸向縫編織物、經編織物、直接定向結構織物或 無卷曲織物。

在本專利中，所述的紡織包括機織、針織和編織三種工藝。

與現有技術相比，本發明通過有機纖維自身優秀的耐沖擊性能，將碳纖 維有機纖維以特定比例宏觀混雜，即混纖或混合紡織，綜合各種纖維各自的 優點，制備成一種抗沖擊復合材料的碳纖維混雜織物。也改善了單一碳纖維 抗沖擊性能及碳纖維與其他材料的粘結性能，可以獲得低成本高韌性的碳纖 維復合材料。

具體實施方式

在以下的實施例中所用原材料性能如表1所示。

表1各種纖維性能