發表時間:2017/8/17
複合織物是指把多層織物粘結在一起,或通過織物與高聚物或其他材料複合在一起,形成的兼有多種功能的複合體。近年來,複合織物的研究主要集中在防水透溼透氣、導電/抗靜電、電磁波防護、光催化、調溫性能以及以複合織物作為增強基的複合材料各項性能的研究。
按照與織物複合的材料來劃分,複合織物可分為織物/織物複合、高聚物/織物複合、金屬/織物複合3大類。從工藝角度,織物的複合可以通過織物結構的設計、織物層壓技術、塗層技術,也可以通過化學鍍、真空鍍及濺鍍技術等方式來實現。
1、織物結構的設計
通過織物結構的合理設計可實現機織物與針織物的複合。如選用玻璃纖維作經紗、緯紗,高強滌綸作針織紗編織的機織針織複合織物,可用於產業用增強材料領域;選用聚乙二醇作為分散介質,納米二氧化矽作為分散相粒子,製得剪切增稠液體(STF),並採用液態複合工藝製備STF/芳綸/超高分子量聚乙烯纖維的複合織物,可用於高效、輕質、舒適型防彈材料的製備。
2、層壓技術
最直接的複合方式是由織物與織物複合,最典型的結構是由外層織物、粘合劑、中間薄膜層、粘合劑、裡層織物組成,常被稱為層壓織物。織物層的材料可以是天然纖維,也可以是滌綸、錦綸等化學纖維。所用的織物可以是機織物、針織物,也可以是非織造布。中間層通常為薄膜或纖網結構,膜材的原料主要有PVC類、PU類和PTFE類。
如將T-300碳纖維平紋布和聚丙烯腈預氧化纖維網胎預複合,接力層疊、針刺、碳化後製備碳布/網胎複合織物,可用於固體火箭發動機噴管擴張段、喉襯、延伸錐等部件的製備;還可以滌綸機織物、熱熔膠TPU(熱塑性聚氨酯)彈性體和高透PU膜為基材,採用層壓複合的方法製備防水透溼複合織物。
3、塗層技術
紡織塗層通常是指將高分子化合物均勻塗布在織物表面,在織物表面形成1層或多層薄膜,不僅能改善織物的外觀和風格,而且能增加織物的功能,使織物具有防水、耐水壓、透氣透溼、阻燃、防汙以及遮光反射等特殊功能。
利用塗層技術也可以將導電的金屬或金屬氧化物顆粒加入塗層漿內,在織物表面形成導電塗層,使織物獲得導電、電磁屏蔽、導熱、光催化降解、吸波等特性,其主要金屬或金屬氧化物有銀、銅、鐵的氧化物、二氧化鈦等。在塗層過程中需要將金屬材料細化為納米粒子,以保證在織物表面形成均勻牢固的導電金屬膜。
4、聚合法
根據織物的性能需求,將一些高聚物材料與織物複合可製備具有某些特殊功能的複合織物。常用的高聚物材料有聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚氨酯等。如採用原位聚合氧化法製備聚3,4-乙撐二氧噻吩/錦綸複合織物,具有優良的導電性能;採用簡單易行的液相原位聚合法,以滌綸織物和錦綸織物為基體,使苯胺和吡咯單體在織物表面原位聚合形成聚苯胺和聚吡咯導電層,可製得柔韌性好,又有較好導電性的導電織物。
5、化學鍍技術
將金屬纖維與普通的紡織纖維進行混紡或交織可用於製備金屬類的複合織物。這類的複合織物也可以通過化學鍍技術獲得,即通過化學反應使金屬還原成原子或分子沉積在纖維或紗線表面。根據鍍覆金屬的不同分為化學鍍鎳、化學鍍銅、化學鍍鈷、化學鍍錫及化學鍍銀、鉑等貴金屬。
鍍層材料及其結構對化學鍍金屬複合織物的性能影響很大。利用聚苯胺作為連接金屬與滌綸織物的中間柔性導電層,採用超聲條件下化學鍍的方法,製備聚合物/金屬複合導電織物,兼具導電聚合物成本低、柔韌性好和金屬材料導電率高的優點,可用於傳統電磁屏蔽材料的升級。
6、真空鍍、濺鍍技術
通過真空鍍膜、濺鍍等組成的幹法,可直接在織物表面形成金屬層。真空鍍織物是在真空條件下使金屬形成蒸汽後,沉積到織物表面而得到的金屬化複合織物。如利用電子束蒸發技術製得氧化鐵/石英纖維複合織物,可用於寬頻透波材料上。
濺鍍織物是在超真空條件下利用陰陽電極的高電壓,加速惰性氣體離子撞擊金屬靶,釋放出的金屬原子或分子附著在織物上而製成的複合織物。如應用該技術製備薄而輕的玻璃纖維/銀複合織物,可用作雷達吸波材料。然而由於濺鍍加工成本較高,尚只能少量生產,一定程度上限制了其推廣應用。
(如需了解詳盡內容,敬請關注《紡織導報》2017年第8期「複合織物的研究現狀」一文)