利用纺织物作为增强结构与树脂基体复合而成的材料称为纺织结构复合材料，它是纺织技术与现代复合材料技术相结合的产物[1,2]。纺织结构复合材料的出现，使纺织品从服装、家居、建筑等方面的应用跃身到航空、航天等高科技领域，它优异的力学性能和相对较低的价格使其应用日益广泛[3,4]。
1试验仪器与材料
本试验选择芳纶纤维针织物作为复合材料的增强材料，在由张家港盛美机械有限公司生产的机号为7针/25.4mm的手摇横机上编织而成，如图1-1所示。所编织的芳纶纤维纬平针织物如图1-2所示，增强织物的结构参数见表1-1。

图1-1手摇横机 图1-2芳纶纤维纬平针织物
表1-1 芳纶针织物复合材料增强结构的主要参数
增强体 组织结构 横密/
纵行·(5cm)-1 纵密/
横列·(5cm)-1 织物厚度/
mm 织物克重/
(g·m-2) 尺寸/mm
芳纶纤维针织物 纬平针 15 13 1 200 250×200
本次实验选用了由西安树脂厂生产的E44环氧树脂作为基体，另外选择镇江丹宝树脂有限公司生产的聚酰胺树脂（650）作为环氧树脂的增韧剂，衡水益仁药业有限公司生产的白凡士林为脱模剂。环氧树脂的力学性能指标如表1-2所示，聚酰胺树脂的胺值为400±20，分子量为600-1100。固化温度与时间的参考数据如表1-3所示。
表1-2 环氧树脂性能指标
树脂种类 拉伸强度/MPa 可操作时间/min 适用温度/℃ 固化温度/℃
E44环氧树脂 40 60 5-40 15
表1-3 聚酰胺固化温度与时间的参考数据
温度/℃ 20-25 40-45 70-100 120-155
时间/h 20-24 7 15 0.5
2芳纶纤维针织物复合材料的制备过程和结果
（1）实验材料和仪器：经过等离子体处理和未处理的芳纶纬平针织物若干片、E44环氧树脂、聚酰胺固化剂、白凡士林、水浴锅、200ml和100ml的烧杯各一个、刮板、不锈钢容器、签子、玻璃棒、橡胶手套等。
由于模压法所用金属对模使制得的成品表面光滑，形状和尺寸稳定，且其机械化程度中等，因此本实验选择模压法制备芳纶纤维针织物复合材料。模压成型是将纤维预浸料置于凹模型腔内，合上凸模，在一定温度和压力的作用下，物料融化后充满型腔，经保温—固化—冷却—脱模等一系列反应和操作得到与型腔形状和尺寸相同的制品[5,6]。
(2)最佳工艺的确定:经多次实验发现，试样厚度对复合材料制品有很大影响。如果制得的试样太薄，一方面成型困难，另一方面试样缺陷较多，不宜采用。但如果制得的试样太厚，树脂涂覆在织物表面后流动性变差，传热困难，导致材料受热不均匀，因此制得的试样各部分性能差异较大。综合上述各因素，在压制试样时根据需要选择厚度为3-4mm较宜。模压成型加工的“三要素”是：温度，时间，压力，只有三者配合得当，才能制备出性能最优的复合材料。在确定最佳工艺的过程中，需根据树脂的性能指定适当的温度、压力及时间，温度、压力过高过低，保压时间过长过短均不适宜。过高过长，不仅延长了生产周期，还使树脂交联过大，密度增加，导致增强体与树脂基体之间产生内应力，制品在顶出时会发生破裂现象；过低过短，则会导致树脂固化不完全，制品在脱模后会继续收缩而出现翘曲现象。经过多次重复试验得到了复合材料的最佳成型工艺，如表1-4所示。
表1-4 复合材料最佳成型工艺
项目 试样厚度/mm 树脂与固化剂配比 加热时间/h 保温时间/h 温度/℃ 压力/MPa
结果 3-4 150:60 1 2 45 1.5
（3）复合材料制备过程：在确定复合材料最佳成型工艺的基础上，利用最佳成型工艺制备等离子体处理前后的芳纶针织物增强的复合材料，具体过程分为以下几个步骤。