CN107415344B - 一种三维纳米膜层结构复合材料 - Google Patents

一种三维纳米膜层结构复合材料 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种三维纳米膜层结构复合材料，包括三维整体织物材料层和至少一层由纳米纤维或纳米纱线编织形成的纳米膜层；所述纳米纱线包括多组按照设定角度加捻在一起的纤维，所述纤维的直径小于10‑8米。所述纳米膜层，具体可以是编织而成的，即由纳米纱线编织而成。所述纳米膜层，也可以是不编织而成的，即由纳米纤维随机在平面分布而成的纳米膜。本发明提供的三维纳米膜层结构复合材料，具有更优异的力学性能，尤其复合材料的断裂韧性显著提高。

Description

一种三维纳米膜层结构复合材料
技术领域
本发明涉及材料技术领域，尤其涉及一种三维纳米膜层结构复合材料。
背景技术
复合材料以其结构的多样性、性能的综合性、形态的可设计型、良好的成型性等性能在产业应用领域已受到广泛的重视。三维织物增强复合材料以其优越的力学性能得到了越来越多的发展。为了增强复合材料的性能，越来越多的研究致力于将不同的技术应用于复合材料中，以实现新的技术效果。
无论是何种三维织物增强复合材料，如何改进提高其力学性能都是一项需要长时间研究的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种三维纳米膜层结构复合材料及其制备方法，具有更好的力学性能。
基于上述目的本发明提供的三维纳米膜层结构复合材料，其特征在于，包括三维整体织物材料层系统和由纳米纤维或纳米纱线编织形成的纳米膜层系统；所述三维整体织物材料层系统包括第一纱线系统，设置于所述纳米膜层系统的至少一侧；所述纳米膜层系统包括第二纱线系统，所述纳米纱线包括多组按照设定角度加捻在一起的纤维，所述纤维的直径小于10-8米。
可选的，所述第一纱线系统包括平行于所述纳米膜层系统的填充纱线系统；其中，所述填充纱线系统包括0°填充纱线铺层、90°填充纱线铺层、±θ填充纱线铺层，其中θ为0°和90°之间的任意角度。
可选的，所述第一纱线系统还可以为以下至少一种的织物纱线系统：二维和三维编织物、二维和三维机织物、三维多轴向经编织物、三维多轴向纬编织物，三维非织造织物、三维缝合织物。
可选的，所述二维编织物为二维平面编织物，三轴编织结构编织物；所述三维编织物为三维四向、三维五向、三维六向、三维七向、三维多向编织结构编织物；所述二维机织物采用下述机织方式种的至少一种：平纹、斜纹、缎纹、经重平、纬重平或变化组织结构中的任意一种；所述三维机织物为三维多向正交分层连锁机织结构，三维多向正交贯穿连锁机织结构或三维多向斜交连锁贯穿机织结构；所述三维多轴向经编或三维多轴向纬编织物为由一层或多层平行无卷曲的未经织造纱线按照尽可能多的方向交错而成，再用针织线圈固定形成的三维织物；所述三维非织造织物为采用纤维预制薄层无纺织物或编织布，经多重交替叠层，并经轴向针刺形成的三维织物；所述三维缝合织物为采用缝合工艺将二维平面织物加工而成的三维纺织织物。
可选的，所述第一纱线系统包括平行于纳米膜层的非编织网胎系统。
可选的，所述第一纱线系统还包括织物纱线系统、和/或非编织网胎系统，和/或所述填充纱线系统、所述织物纱线系统和所述非编织网胎系统中的任意组合，且所述填充纱线系统、和/或织物纱线系统、和/或非编织网胎系统铺层之间，设置至少一层所述纳米膜层系统；所述第一纱线系统间经过三维针刺和缝合技术，形成一个整体。
可选的，所述的纳米膜层系统的第二纱线系统为：织物纱线系统、非编织网胎系统、纳米纱线编织组成的填充纱线系统中的一种或任意组合；所述第二纱线系统间还经过三维针刺和缝合技术，形成一个整体；所述纳米膜层系统的第二纱线系统的织物纱线系统、非编织网胎系统、填充纱线系统、三维针刺系统，缝合系统，均由纳米纱线制备得到。
可选的，所述第一纱线系统的填充纱线系统，织物纱线系统，非编织网胎系统，所述的三维针刺系统，缝合系统，由高性能纤维材料来制备得到；所述的高性能纤维材料是指碳纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维、玻璃纤维、高强聚乙烯纤维中的一种。
可选的，所述三维整体织物材料层系统，纳米膜层系统分别至少为一个或多个。所述三维整体织物材料层系统和纳米膜层系统之间，通过三维针刺系统和缝合系统，形成三维纳米膜层结构复合材料预制件。所述三维针刺系统包括多个针刺束纤维，每个针刺束纤维将三维整体织物材料层系统和纳米膜层系统在垂直于所述纳米膜层的方向相连接。所述缝合系统是采用缝合纤维将三维整体织物材料层系统和纳米膜层系统在垂直于所述纳米膜层的方向缝合在一起。
可选的，三维纳米膜层结构复合材料预制件再经基体复合固化，制备成三维纳米膜层结构复合材料。所述基体为树脂基、或碳基、或陶瓷基。
从上面所述可以看出，本发明提供的三维纳米膜层结构复合材料，在三维立体编织材料层的基础上，加入纳米纤维膜，通过针刺或缝合结合为符合材料；起到层间增强和增韧作用；抗拉伸、抗压缩、抗弯曲、抗剪切、抗冲击、抗疲劳力学性能得到提高。
附图说明
图1为本发明一种实施例的三维纳米膜层结构复合材料结构示意图；
图2为本发明一种实施例的三维纳米膜层结构复合材料制作流程示意图；
图3为本发明另一种实施例的三维纳米膜层结构复合材料结构示意图；
图4为本发明一种实施例的三维纳米膜层结构复合材料结构示意图。
具体实施方式
为了给出有效的实现方案，本发明提供了下述实施例，以下结合说明书附图对本发明实施例进行说明。
本发明首先提供一种三维纳米膜层结构复合材料，结构如图1所示，包括三维整体织物材料层系统101和由纳米纱形成的纳米膜层系统102；所述三维整体织物材料层系统101包括第一纱线系统，设置于所述纳米膜层系统102的至少一侧；所述纳米膜层系统102包括第二纱线系统，所述纳米纱线包括多组按照设定角度加捻在一起的纤维，所述纤维的直径小于10-8米。
从上面所述可以看出，本发明提供的三维纳米膜层结构复合材料，包括三维整体织物材料层系统和由纳米纱线编织组成的纳米膜层系统，通过纳米膜层系统增强整个复合材料的力学性能，能够使得复合材料具备更强的层间结构、更强的韧性，同时，也使得三维整体织物材料层系统原本具有的抗剪切、抗拉伸、抗压迫的力学性能进一步增强，抗弯曲力学性能也能够增强。
在本发明具体实施例中，所述纳米膜层系统设置在所述三维整体织物材料层系统中，相互叠放设置，这种情况下，能够提高三维整体织物材料层系统与纳米膜层系统的有效接触面，使得三维整体织物材料层系统和纳米膜层系统有机地结合成一个整体，进一步能够提高复合材料的整体性和结构稳定性。
在本发明具体实施例中，所述三维整体织物材料层系统为具有层结构的任意三维整体材料。所述三维整体织物材料层系统由现有技术中的任意一种纤维编织而成，或由纳米纤维编织而成。所述纳米膜层，具体可以是编织而成的，即由纳米纱线编织而成。所述纳米膜层，也可以是不编织而成的，即纳米膜层为纳米纤维随机在平面分布而成的纳米膜。
可选的，所述三维整体织物材料层系统包括平行于所述纳米膜层系统的填充纱线系统；其中，所述填充纱线系统包括0°填充纱线铺层、90°填充纱线铺层、±θ填充纱线铺层，其中θ为0°和90°之间的任意角度。
所述纳米膜层系统为纳米纤维编织而成，可以是单层结构、多层结构、层合板结构、编织物、机织物、针织物等不同的结构。
在本发明具体实施例中，第一纱线系统可以为单独设置的纱线铺层，也可以是由两层或两层以上的纱线铺层所连接形成的三维立体材料。
在本发明一些实施例中，所述三维整体织物材料层系统可以为平行于所述纳米膜层的填充纱线系统；其中，所述填充纱线系统包括0°填充纱线铺层、90°填充纱线铺层、±θ填充纱线铺层，其中θ为0°和90°之间的任意角度。
在本发明一些实施例中，所述三维整体织物材料层系统还包括以下至少一种的织物纱线系统：二维编织物、三维编织物、三维多向编织结构、二维机织物、三维机织物、三维多轴向经编织物、三维多轴向纬编织物，三维非织造织物、三维缝合织物。
在本发明具体实施例中，所述二维编织物为二维平面编织物，三轴编织结构编织物；所述三维编织物为三维四向、三维五向、三维六向、三维七向、三维多向编织结构编织物；所述二维机织物采用下述机织方式种的至少一种：平纹、斜纹、缎纹、经重平、纬重平或变化组织结构中的任意一种；所述三维机织物为三维多向正交分层连锁机织结构，三维多向正交贯穿连锁机织结构或三维多向斜交连锁贯穿机织结构；所述三维多轴向经编或三维多轴向纬编织物为由一层或多层平行无卷曲的未经织造纱线按照尽可能多的方向交错而成，再用针织线圈固定形成的三维织物；所述三维非织造织物为采用纤维预制薄层无纺织物或编织布，经多重交替叠层，并经轴向针刺形成的三维织物；所述三维缝合织物为采用缝合工艺将二维平面织物加工而成的三维纺织织物。
在本发明一些实施例中，所述二维和三维机织物采用下述机织方式种的至少一种：平纹、斜纹、缎纹、经重平和纬重平。
在本发明一些实施例中，所述第一纱线系统还包括平行于纳米膜层的非编织网胎系统。
可选的，当所述第一纱线系统包括二维和三维编织物、二维和三维机织物、三维多轴向经编织物、三维多轴向纬编织物，三维非织造织物、三维缝合织物时，非编织网胎至少设置于二维和三维编织物、二维和三维机织物、三维多轴向经编织物、三维多轴向纬编织物，三维非织造织物、三维缝合织物之中的任意两个之间。
在本发明一些实施例中，所述二维编织物为二维平面编织物，或三轴多向编织结构编织物；所述三维多向编织结构为三维四向编织结构、三维五向编织结构、三维六向编织结构、三维七向编织结构中的至少一种；所述二维机织物采用下述机织方式：平纹、斜纹、缎纹、经重平、纬重平或变化组织结构中的任意一种；所述三维机织物为三维多向正交分层连锁机织结构、三维多向正交贯穿连锁机织结构或三维多向斜交连锁贯穿机织结构；所述三维多轴向经编织物或三维多轴向纬编织物为由一层或多层平行无卷曲的未经织造纱线按照尽可能多的方向交错而成，再用针织线圈固定形成的三维织物；所述三维非织造织物为采用纤维预制薄层无纺织物或编织布，经多重交替叠层，并经轴向针刺形成的三维织物；所述三维缝合织物为采用缝合工艺将二维平面织物加工而成的三维纺织织物。
可选的，所述三维纳米膜层结构复合材料还包括平行于纳米膜层的非编织网胎系统，设置于三维整体织物材料层系统和由纳米纱线编织组成的纳米膜层系统之间，或设置于三维整体织物材料层系统中，或设置于纳米纱线编织组成的纳米膜层系统中。
在本发明一些实施例中，所述三维纳米膜层结构复合材料还包括织物纱线系统、和/或非编织网胎系统与所述填充纱线系统的任意层叠顺序的组合，且所述填充纱线系统、和/或织物纱线系统、和/或非编织网胎系统铺层之间，设置至少一层所述纳米膜层系统；所述三维纳米膜层结构复合材料的所有层结构经过三维针刺和缝合技术，形成一个整体。
由于在三维纳米膜层结构复合材料中，采用了纳米膜层系统，在利用缝合技术和三维针刺将整个三维纳米膜层结构复合材料连接在一起时，纳米膜层系统本身会被缝合材料或三维针刺材料在缝合或针刺的部分产生牵拉，甚至进入相邻的膜层，增加缝合方向或针刺方向的连接强度，提高三维纳米膜层结构复合材料的整体性，使得层间连接不易脱离。
在一种实施例中，如图3所示，所述三维整体织物材料层系统包括织物纱线系统301、填充纱线系统302、非编织网胎系统303，其中，层叠次序依次是织物纱线系统301、非编织网胎系统303、填充纱线系统302、非编织网胎系统303、填充纱线系统302、非编织网胎系统303、织物纱线系统301。在本实施例中，三维纳米膜层结构复合材料的纳米膜层系统310设置于三维整体织物材料层系统中的任意两个相邻的层结构之间，例如，设置于织物纱线系统301和填充纱线系统302之间，以及填充纱线系统302和非编织网胎系统303之间。
在本发明一些实施例中，所述的纳米膜层系统的第二纱线系统为：织物纱线系统、非编织网胎系统、纳米纱线编织组成的填充纱线系统中的一种或任意组合；所述第二纱线系统间还经过三维针刺和缝合技术，形成一个整体。
进一步的，所述三维整体织物材料系统和纳米膜层系统通过三维针刺和缝合技术形成一个整体。
在本发明具体实施例中，所述缝合系统贯穿所述纳米膜层和所述第一纱线系统，从而在缝合系统贯穿所述纳米膜层时，纳米膜层在缝合系统贯穿的通孔处对缝合系统具有一定的黏着力，能够附着在所述缝合系统上并被所述编织纱线系统牵拉一定的长度，增强复合材料层间结构连接的稳定性，使得复合材料抗剪切、抗拉伸性能得到提高。
在本发明一些实施例中，所述填充纱线系统、织物纱线系统、非编织网胎系统、三维针刺系统、缝合系统，均由高性能纤维材料来制备得到；所述的高性能纤维材料是指碳纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维、玻璃纤维、高强聚乙烯纤维中的一种。
在本发明具体实施例中，所述三维整体织物材料层系统，纳米膜层系统分别至少设置有一个或多个；所述三维整体织物材料层系统和纳米膜层系统之间，通过三维针刺系统和/或缝合系统，形成三维纳米膜层结构复合材料预制件；所述三维针刺系统包括多个针刺束纤维，每个针刺束纤维将三维整体织物材料层系统和纳米膜层系统在垂直于所述纳米膜层的方向相连接所述缝合系统包括缝合纤维，用于将三维整体织物材料层系统和纳米膜层系统在垂直于所述纳米膜层的方向缝合在一起。
在本发明具体实施例中，所述三维纳米膜层结构复合材料预制件再经基体复合固化，制备成三维纳米膜层结构复合材料；所述基体为树脂基、或碳基、或陶瓷基。
具体的，上述基体复合固化，指将上述基体灌注入所述三维纳米膜层结构复合材料预制件之后进行固化，固化方式可以是热固化、紫外线固化等。
如图4所示，针刺束401穿过纳米膜层系统402时，纳米膜层4系统02会粘附在针刺束纤维401上，并随着针刺束纤维401伸入三维立体编织材料层系统403，从而有一部分纳米膜层系统402会与三维立体编织材料层系统403连接，增加在针刺束纤维系统401本身的连接作用基础上，进一步增加纳米膜层系统402和三维立体编织材料层系统403之间的连接稳定性。
在本发明具体实施例中，所述三维针刺束纤维至少将三维立体编织材料层系统的一部分和至少一层纳米膜层系统连接在一起。
在本发明一些实施例中，所述缝合系统用于将所述三维立体编织材料层和至少一层所述纳米膜层缝合在一起。
在本发明一些实施例中，所述纳米膜层系统中的纳米纱线编织的走向包括所述X轴、Y轴所限定的平面内的任意角度方向，以及与Z轴呈任意角度的方向；
所述纳米膜层系统所在的平面为X轴、Y轴所限定的平面。
在本发明一些实施例中，至少两个所述纱线组成一个纱线单元，所述复合材料由所述纱线单元中的纱线作为一个整体进行编织而成。
在本发明一些实施例中，所述纳米膜层通过如图2所示的方法制作而成，所述方法包括如下步骤：
步骤201：利用高分子混合溶液，通过电纺工艺，制备复合材料纤维膜，利用所述纳米纤维膜制备多根纳米纤维；
步骤202：将一定数量的所述纳米纤维按照设定角度进行加捻并对所述一定数量的纳米纤维进行扭转、定向、牵伸，形成纳米纱线；
步骤203：将纳米纱线编织为纳米膜层；
步骤204：将纳米膜层加入三维整体织物材料层系统中，形成纳米膜层系统；
步骤205：采用针刺束将纳米膜层系统和三维整体织物材料系统在大体上垂直于纳米膜层延展面的方向上进行连接，使得纳米膜层系统和三维整体织物材料系统成为一个整体的三维纳米膜层结构复合材料预制件；
步骤206：向三维纳米膜层结构复合材料预制件中填充基体；
步骤207：将基体进行固化。
在本发明具体实施例中，执行步骤201时，将高分子混合溶液通过电纺工艺形成纳米纤维，将纳米纤维以大体平铺的方式缠绕在一个基底上，在所述基底上形成纳米纤维膜，所述纳米纤维膜由纳米纤维平铺在所述基底上形成。
在具体实施例中，所述步骤202具体包括：
将设定数量的所述纳米纤维按照设定角度进行加捻，形成初次预制纳米纱线；
将所述预制纳米纱线进行扭转，形成二次预制纳米纱线；
将所述二次预制纳米纱线按照设定的力度进行定向、牵伸，形成纳米纱线。
所述设定数量、设定角度、设定的力度根据所述高分子混合溶液的不同以及纳米纱线预设的规格参数的不同而有所不同，可通过具体实验或产品设计进行确定。
在本发明具体实施例中，执行所述步骤207时，所述固化方式可根据灌注的基体的不同采用UV固化、热固化、自然固化等方式。
在本发明一些实施例中，所述基体为树脂、或碳基、或陶瓷基。
在本发明一些实施例中，所述将纳米纱线编织成为三维纳米膜层结构复合材料预制件的步骤具体包括：
根据复合材料的设计形状，将纳米纱线单元按照设定的轨迹通过多个携纱器携带到设定位置使得纳米纱线单元与其它设定纳米纱线单元交织，并把纳米纱线单元按照设定的角度进行旋转使得纳米纱线单元内的设定纳米纱线相互交织；
所述轨迹与三维纳米膜层结构复合材料预制件的设计形状相适应。
在本发明具体实施例中，所述轨迹与所述复合材料的设计形状有关，例如，所述复合材料制件整体上为圆柱形，则所述轨迹对应的行纱范围为所述圆柱形的截面圆范围内。
在本发明一些实施例中，所述纳米纱线单元包括至少两组纳米纱线。
在本发明一些实施例中，所述将纳米纱线组按照设定的轨迹通过携纱器携带到设定位置使得纳米纱线组与其它设定纳米纱线组交织、并把纳米纱线组按照设定的角度进行旋转使得纳米纱线组内的设定纳米纱线相互交织的步骤之前，还包括：
将所述纳米纱线从编织起点绕接在携纱器上。
在本发明一些实施例中，所述编织起点与所述多个携纱器不共面。例如，在编织过程中，所述多个携纱器设置于所述编织起点下方，用于带动纱线单元在复合材料制件截面所在的范围内进行互相缠绕编织。
从上面所述可以看出，本发明提供的三维纳米膜层结构复合材料，在三维立体编织材料层的基础上，加入纳米纤维膜；起到层间增强，和增韧作用；抗剪切,抗拉、抗压、抗弯力学性能提高。
应当理解，本说明书所描述的多个实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。并且在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种三维纳米膜层结构复合材料，其特征在于，包括三维整体织物材料层系统和由纳米纤维或纳米纱线编织形成的纳米膜层系统；所述三维整体织物材料层系统，设置于所述纳米膜层系统的至少一侧；所述纳米膜层系统包括纳米纱线编织形成的纱线层，所述纱线层为多组按照设定角度加捻在一起的纤维，所述纤维的直径小于10-8米；
所述三维整体织物材料层系统包括平行于所述纳米膜层系统的填充纱线系统；其中，所述填充纱线系统包括0°填充纱线铺层、90°填充纱线铺层、±θ填充纱线铺层，其中θ为0°和90°之间的任意角度；
所述三维整体织物材料层系统还包括织物纱线系统、和/或非编织网胎系统与所述填充纱线系统、中的任意层叠顺序的组合，且所述填充纱线系统与所述织物纱线系统、和/或非编织网胎系统铺层之间，设置至少一层所述纳米膜层系统；所述三维纳米膜层结构复合材料的所有层结构经过三维针刺束系统进行连接和/或缝合系统进行缝合，形成一个整体；所述纳米膜层系统粘附在针刺束纤维上，并随着针刺束纤维伸入三维立体编织材料层系统，使得有一部分纳米膜层系统与三维立体编织材料层系统连接；
所述纳米膜层通过如下步骤制作：
利用高分子混合溶液，通过电纺工艺，制备复合材料纳米纤维膜，利用所述纳米纤维膜制备多组纳米纤维；
将一定数量的所述纳米纤维按照设定角度进行加捻，并对所述一定数量的纳米纤维进行扭转、定向、牵伸工艺，形成纳米纱线；
采用三维编织技术，将纳米纱线编织为纳米膜层；
将纳米膜层加入三维整体织物材料层系统中，形成纳米膜层系统；
采用针刺束系统将纳米膜层系统和三维整体织物材料系统，在垂直于纳米膜层延展面的方向上进行连接，使纳米膜层系统和三维整体织物材料系统成为整体的三维纳米膜层结构复合材料预制件；
向三维纳米膜层结构复合材料预制件中填充基体；
将基体进行复合固化；
所述将一定数量的所述纳米纤维按照设定角度进行加捻，并对所述一定数量的纳米纤维进行扭转、定向、牵伸工艺，形成纳米纱线的步骤包括：
将设定数量的所述纳米纤维按照设定角度进行加捻，形成初次预制纳米纱线；
将所述预制纳米纱线进行扭转，形成二次预制纳米纱线；
将所述二次预制纳米纱线按照设定的力度进行定向、牵伸，形成纳米纱线；
所述将纳米纱线编织成为三维纳米膜层结构复合材料预制件的步骤具体包括：
根据复合材料的设计形状，将纳米纱线单元按照设定的轨迹通过多个携纱器携带到设定位置使得纳米纱线单元与其它设定纳米纱线单元交织，并把纳米纱线单元按照设定的角度进行旋转使得纳米纱线单元内的设定纳米纱线相互交织；
所述轨迹与三维纳米膜层结构复合材料预制件的设计形状相适应。
2.根据权利要求1所述的三维纳米膜层结构复合材料，其特征在于，所述三维整体织物材料层系统还包括以下至少一种的织物纱线系统：二维编织物、三维多向编织结构织物、二维机织物、三维机织物、三维多轴向经编织物、三维多轴向纬编织物，三维非织造织物、三维缝合织物。
3.根据权利要求2所述的三维纳米膜层结构复合材料，其特征在于，所述二维编织物为二维平面编织物，或三轴多向编织结构编织物；所述三维多向编织结构织物为三维四向编织结构、三维五向编织结构、三维六向编织结构、三维七向编织结构中的至少一种；所述二维机织物采用下述机织方式：平纹、斜纹、缎纹、经重平、纬重平或变化组织结构中的任意一种；所述三维机织物为三维多向正交分层连锁机织结构、三维多向正交贯穿连锁机织结构或三维多向斜交连锁贯穿机织结构；所述三维多轴向经编织物或三维多轴向纬编织物为由一层或多层平行无卷曲的未经织造纱线为多方向交错而成，再用针织线圈固定形成的三维织物；所述三维非织造织物为采用纤维预制薄层无纺织物或编织布，经多重交替叠层，并经轴向针刺形成的三维织物；所述三维缝合织物为采用缝合工艺将二维平面织物加工而成的三维纺织织物。
4.根据权利要求1所述的三维纳米膜层结构复合材料，其特征在于，所述三维纳米膜层结构复合材料还包括平行于纳米膜层的非编织网胎系统，设置于三维整体织物材料层系统和由纳米纤维或纳米纱线编织形成的纳米膜层系统之间，或设置于三维整体织物材料层系统中，或设置于纳米纤维或纳米纱线编织形成的纳米膜层系统中。
5.根据权利要求1所述的三维纳米膜层结构复合材料，其特征在于，所述的纳米膜层系统的第二纱线系统为：织物纱线系统、非编织网胎系统、纳米纱线编织组成的填充纱线系统中的一种或任意组合；所述第二纱线系统间还经过三维针刺纱线和缝合纱线，形成一个整体；所述纳米膜层系统的第二纱线系统的织物纱线系统、非编织网胎系统、填充纱线系统、三维针刺纱线系统，缝合纱线系统，均由纳米纱线制备得到。
6.根据权利要求1所述的三维纳米膜层结构复合材料，其特征在于，所述填充纱线系统、织物纱线系统、非编织网胎系统、三维针刺束系统、缝合系统，均由高性能纤维材料来制备得到；所述的高性能纤维材料是指碳纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维、玻璃纤维、高强聚乙烯纤维中的一种。
7.根据权利要求1-4中任意一项所述的三维纳米膜层结构复合材料，其特征在于，所述三维整体织物材料层系统，纳米膜层系统分别至少设置有一个或多个；所述三维整体织物材料层系统和纳米膜层系统之间，通过三维针刺系统和/或缝合系统，形成三维纳米膜层结构复合材料预制件；所述三维针刺系统包括多个针刺束纤维，每个针刺束纤维将三维整体织物材料层系统和纳米膜层系统在垂直于所述纳米膜层的方向相连接；所述缝合系统包括缝合纤维，用于将三维整体织物材料层系统和纳米膜层系统在垂直于所述纳米膜层的方向缝合在一起。
8.根据权利要求7所述的三维纳米膜层结构复合材料，其特征在于，三维纳米膜层结构复合材料预制件经基体复合固化，制备成三维纳米膜层结构复合材料；所述基体为树脂基、或碳基、或陶瓷基。
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