[發明專利]一種形狀記憶纖維混編織物及其制備方法

在審

• 申請號: 201811586211.2
• 申請日: 2018-12-25
• 公開（公告）號: CN109629076A
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 高軍鵬;鄧華
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司基礎技術研究院
• 主分類號: D03D15/00
• 分類號: D03D15/00;D03D13/00;D03D15/08;D04B21/00
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形狀記憶復合材料是一類結構功能一體化材料，主要由形狀記憶聚合物基體及增強體組成。形狀記憶復合材料的功能是由形狀記憶聚合物基體實現的，但是不具有形狀記憶性質的增強體提高了復合材料的模量，增加了形狀記憶復合材料在發生變形時的難度，難以實現較大程度的變形，限制了形狀記憶復合材料的應用范圍。本發明公開一種形狀記憶纖維混編織物及其制備方法：將熱塑性形狀記憶聚合物制造出纖維，然后與碳纖維、玻璃纖維等連續纖維進行混編，織造出形狀記憶纖維混編織物。以此種混編織物作為形狀記憶復合材料的增強體，既可大幅度提高形狀記憶復合材料的力學性能，又能改善增強體的變形能力，實現形狀記憶復合材料的功能和力學性能的協調提升。

技術領域

本發明屬于形狀記憶復合材料應用技術領域，尤其涉及一種形狀記憶纖維混編織物及其制備方法。

背景技術

形狀記憶復合材料功能實現的原理是將材料加熱到形狀記憶聚合物基體的熱轉變溫度以上，此時材料在外力的作用下發生變形，在固定其變形的條件下，將材料冷卻到室溫。此時，形狀記憶復合材料的形變被固定。再次將溫度升至形狀記憶聚合物基體的熱轉變溫度以上時，材料再次發生變形，在不借助外力的條件下自主發生變形，回復初始形狀。

形狀記憶復合材料是一類結構功能一體化材料，主要由形狀記憶聚合物基體及增強體組成。形狀記憶功能是由形狀記憶聚合物基體實現，增強體并不具備形狀記憶功能。形狀記憶聚合物基體的模量較低(≤4Gpa)，而連續碳纖維、玻璃纖維纖維等增強體的模量是形狀記憶聚合物基體的幾十倍乃至上百倍，其主要是增加材料強度和提高模量的作用。由于增強體不具備形狀記憶功能，形狀記憶復合材料在發生變形時，較高模量的增強體纖維的加入會造成形狀固定率降低。其原因是形狀記憶復合材料在外力作用下發生變形并被固定后，具有高模量性質的纖維會因為本身彈性而產生形狀回復趨勢，造成形狀記憶復合材料的并不能固定在所設定的形變內，形狀固定率較低。要解決此問題，常規的做法是不采用連續纖維作為增強體，而是采用短切纖維或顆粒作為增強體，但是增強后的力學性能較低，不能滿足在較高的場合下使用。另外一種方法是采用連線纖維做增強體，但是其含量要大大降低，以保證形狀固定率，但是纖維含量的降低會導致形狀記憶復合材料的力學性能降低。

發明內容

本發明的目的就是解決以上技術中存在的問題，并為此提出一種形狀記憶纖維混編織物及其制備方法。通過形狀記憶聚合物纖維與不具有形狀記憶性能的連續纖維進行混編，以該混編織物作為增強體，一方面降低了增強體的剛度，保證了形狀記憶復合材料的形狀固定率，另一方面可利用形狀記憶聚合物纖維的取向性能，提高形狀記憶復合材料的力學性能。以此形狀記憶纖維混編織物作為形狀記憶復合材料的增強體，可實現材料的形狀記憶性能與力學性能的協同提升，為形狀記憶復合材料制件的深入應用提供材料基礎。

一種形狀記憶纖維混編織物，由具有形狀記憶功能的聚合物纖維與不具有形狀記憶功能的常規纖維組成。

作為優選所述形狀記憶聚合物纖維至少為以下一種或幾種的組合：形狀記憶聚氨酯、形狀記憶聚酰胺、形狀記憶聚乙烯、形狀記憶聚酰亞胺等熱塑性形狀記憶聚合物。

作為優選所述常規纖維至少為以下一種或幾種的組合：碳纖維、玻璃纖維、芳綸纖維、石英纖維等連續纖維，或是不具有形狀記憶功能的熱塑性聚合物纖維。

作為優選所述形狀記憶聚合物纖維在混編織物中的含量為5wt％-95wt％。

作為優選混編織物可以是平紋、緞紋、斜紋、經編織物。

一種形狀記憶纖維混編織物的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

1)將形狀記憶聚合物制備出纖維；

2)與不具有形狀記憶功能的常規纖維進行混編，得到形狀記憶纖維混編織物。

所述混編織物可以通過編織、機織、針織、紡織等技術制備而得。

附圖說明