[实用新型]缝合连接的麻纤维编织增强发泡夹层结构复合材料

说明书

技术领域

本实用新型属于结构复合材料技术领域。

背景技术

随着交通运输、智能建筑和安全防护等领域的发展，人们对材料的轻量化、吸能减震、疲劳、环保等性能的要求越来越高。目前广泛应用的聚氨酯发泡材料虽然有着质量轻、保温、减震性能良好的优点，但是也存在回收利用困难、当应力超过一定值后性能急剧下降、容易发生脆性破坏等缺点。而缝合连接的编织复合材料有着比强度高、良好的稳定性和断裂韧性、抗冲击性能优异以及一体性好与抗剪切破坏等优点。由于现有的聚氨酯发泡材料其自身性能的限制，应用具有一定的局限性，因此需要开发一种符合环保要求的新型高性能缝合连接的编织结构复合材料以满足各领域对轻量化材料的巨大需求。

发明内容

本实用新型为了解决上述问题，提供一种吸能减震性能好、环保性能好、疲劳性能好、比强度高、质量轻、用途广泛、并具有负泊松比效应的缝合连接的麻纤维编织增强发泡夹层结构复合材料。

本实用新型中提供的缝合连接的麻纤维编织增强发泡夹层结构复合材料，该复合材料由上下两层面板层与中间的增强结构层构成，面板层与增强结构层之间通过缝合连接，增强结构层由麻纤维编织物骨架和骨架中填充的热塑性发泡塑料复合而成，面板层为汉麻纤维增强聚合物基复合板，所述的缝合连接的麻纤维编织物是以麻绳作为原料，麻绳之间通过交叉排布的方式二维编织得到编织层，多层编织层叠放罗列在一起作为增强结构层的骨架。作为原料使用的麻绳优选预先经过深冷脱胶和水洗处理的。所述热塑性发泡塑料优选聚乳酸、聚丙烯或聚乙烯发泡塑料。

缝合连接的麻纤维编织增强发泡夹层结构复合材料具体制备步骤如下：

步骤一：将麻纤维进行深冷脱胶、水洗、脱水和烘干得到精干麻，按照预制件工况条件设计麻绳的股数与捻度，在制绳机上制得直径约1～10mm，并且捻度符合要求的麻绳。

步骤二：把底层面板平铺于工作台上，四个限位架在间歇机构的带动下相对的两个限位架相对运动，所述的限位架由限位板和若干个悬臂梁组成，限位板上设有若干个限位孔A，悬臂梁安装于限位孔A两侧，限位孔A和悬臂梁分上下两层排列，上层的悬臂梁之间的距离d小于下层的悬臂梁之间的距离e；限位架在工作台上实现间歇性拆装，装配时悬臂梁之间组合形成预留麻绳孔洞a，组合后限位架置于底层面板之上，上层面板平铺于组合之后的限位架之上，之后对麻绳进行编织，形成交错排布的编织结构的芯层纤维。两预留麻绳孔洞a轴线之间的距离约为线径的1.5～3倍；预留麻绳孔洞a的最大宽度比线径大5％～10％。

得到交错排布的编织结构有下述的三个编织方案：

方案一为高速高成本方案，每一层上都设置一个携纱器都带动麻绳连续穿过限位架上的预留麻绳孔洞a实现编织，携纱器主运动方向为预留麻绳孔洞轴线方向，进给运动方向为轴线垂直方向。

方案二为中速方案中等成本方案，在相邻的第一层和第二层上设置携纱器带动麻绳连续穿过限位架预留麻绳孔洞a，第一层上携纱器主运动方向为该层预留孔洞轴线方向，进给运动方向为与之垂直方向，第二层主运动方向与进给运动方向与第一层正好相反，之后通过工作平台带动组合限位架变化两层高度，实现后两层编织。

方案三为低成本，低速方案只有第一层有携纱器，携纱器主运动方向为该层孔洞轴线方向，进给运动方向为与之垂直方向，一层编织完成后组合限位架旋转90°，工作台带动组合限位架下降或上升一层高度进行下一层编织即可得到多层的交错编织结构。

步骤三：通过缝纫机对面板与芯层纤维进行缝合。缝纫线可以采用玻璃纤维、芳纶纤维、尼龙纤维、碳纤维、涤纶纤维或聚乙烯纤维线，线径可以取0.1～0.5mm，采用合理的缝纫机针距与缝合路径之后对其进行缝合。缝纫机针距为3～20mm；缝合的线迹可以采用锁式缝合线迹、高密度直缝、低密度直缝、45°斜缝或45°交叉线迹进行缝合。

缝合之后再通过间歇机构带动限位架分离，取出预制件。经过整型工序如裁剪、修边、增补等工序后得到与模具型腔贴合的缝合预制件，嵌入塑料连接件，再进行预浸处理。预浸处理具体为：将预制件置于中空干燥箱当中充分干燥之后，之后浸在浓度为1％～3％的马来酸酐溶液和浓度为4％～8％硅烷偶联剂的当中约2～6小时。