CN112064163A - 一种中空毛经碳纤维双层织物及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种中空毛经碳纤维双层织物及其制备方法和应用，采用机织工艺织造，碳纤维双层织物由上层碳纤维地经、上层碳纤维纬纱、碳纤维毛经、下层碳纤维地经和下层碳纤维纬纱组成，上层碳纤维地经与上层碳纤维纬纱相互交织形成面A，下层碳纤维地经与下层碳纤维纬纱相互交织形成面B，碳纤维毛经在面A上方和面B下方都存在一定高度；碳纤维毛经为以经液相氧化处理的高强高模碳纤维为原料编织的碳纤维中空管状织物，上、下层碳纤维地经和上、下层碳纤维纬纱为经液相氧化处理的高强高模碳纤维；该中空毛经碳纤维双层织物可应用于太阳能蒸汽生成。本发明可以实现液态水的快速蒸发，增大光热材料的体积，实现太阳能的高效利用。

Description

一种中空毛经碳纤维双层织物及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于纺织技术领域，涉及一种中空毛经碳纤维双层织物及其制备方法和应用，具体涉及一种中空状毛经碳纤维双层织物及其制备方法和在太阳能蒸汽生成方面的应用。
背景技术
太阳能是一种取之不尽用之不竭的绿色能源。现阶段，对于太阳能的开发已经涉及到各个领域，例如太阳能发电、光热灭菌以及废水处理等。利用太阳能进行蒸汽生成是一种有效利用太阳能的方式，其多是采用光热材料的光热特性实现的，此技术的实现过程中，除了光热材料的有效选择外，有效的结构设计同样重要，而增大单位太阳光照射的面积中光热材料的表面积(后文统称为光热材料的比表面积)是其中最关键的步骤，此外所选用光热材料的成本及结构的易制备、便携带、性能稳定也是不可忽略的一部分。现阶段，在增加光热材料的比表面积的选择上，采用纳米颗粒状、纳米流体状成为了主流，而也有一些设计是通过增加光热材料宏观形态以达到增加比表面积的方法，例如将光热材料制备成三维形态，但此类方法所增加的有效接受太阳光的比表面积增加并不显著，过大的体积也会使得内部的光热材料并未得到有效的利用，同时此类装置的光热材料多是刚性体，便携性和可运输性严重受到影响。
因此，研究一种拥有高的光热材料比表面积、同时兼具柔性和稳定性的用于太阳能蒸汽生成的结构成为了亟待需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中存在的上述问题，提供一种中空状毛经碳纤维双层织物及其制备方法。本发明提供的一种用于太阳能蒸汽生成的中空状毛经碳纤维双层织物，其可以实现液态水经由碳纤维毛经从织物的一面将水分输送至织物的另一面。碳纤维毛经与上、下层碳纤维纬纱相接触，可以实现水分传递，同时上、下层碳纤维经纱可以接收来自与其相接触的上、下层碳纤维纬纱的水分。故双层织物的所有区域皆可在太阳光的照射下产生热能，实现其表面水分的快速蒸发。同时，通过对碳纤维毛经的中空结构的设计，使得水分更容易蒸发，同时中空结构的设计可以增大毛经的比模量，使得毛经更不易倒伏，也可使得毛经高出织物的高度可以更大。碳纤维毛经高出织物面A和面B的高度较大，可使得单位面积的织物拥有更大的体积，也使得用于光热转换的碳纤维面积更大，碳纤维本身的柔性也保证了织物的柔性，在运输及使用过程中便携性及环境适应性更强，碳纤维的高强度也保证了织物的高强度，不会因外界环境的波动而解体或受损。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种中空状毛经碳纤维双层织物，由上层碳纤维地经、上层碳纤维纬纱、碳纤维毛经、下层碳纤维地经和下层碳纤维纬纱组成，上层碳纤维地经与上层碳纤维纬纱相互交织形成面A，下层碳纤维地经与下层碳纤维纬纱相互交织形成面B，碳纤维毛经与上、下层碳纤维纬纱交织并贯穿面A和面B，且碳纤维毛经在面A上方和面B下方都存在一定高度；
上层碳纤维地经和下层碳纤维地经以及上层碳纤维纬纱和下层碳纤维纬纱均为经液相氧化处理的高强高模碳纤维，碳纤维毛经为以经液相氧化处理的高强高模碳纤维为原料并采用编织技术所编织的碳纤维中空管状织物，中空的设计可以保证其碳纤维表面水分有更好的散发空间，同时也增大了毛经的比模量，使得碳纤维更不容易倒伏，从而可以使得碳纤维毛经可以高出织物的高度更大，同时太阳光以倾斜的角度进入中空区域后会实现连续的向下反射，能量逐步被吸收，加大了太阳能的利用效率；
上、下层碳纤维地经、碳纤维毛经以及上、下层碳纤维纬纱为经液相氧化处理(此外，等离子刻蚀法、化学接枝法等不用添加其他物质而使其达到提高表面粗糙度的方法也同样适用于本发明)的高强高模碳纤维，高强高模碳纤维做液相氧化处理，主要是使其表面可以有更多微小凹槽，可以减少太阳光的向织物外反射，达到吸收更多太阳能的效果。
作为优选的技术方案：
如上所述的一种中空毛经碳纤维双层织物，所述碳纤维双层织物在一个标准模拟太阳光照条件下，蒸发水量为1.02～1.24kg/(m2·h)。
如上所述的一种中空毛经碳纤维双层织物，所述的碳纤维毛经的横截面中，中空区域的占比为25％。
如上所述的一种中空毛经碳纤维双层织物，所述辅助漂浮物为PS泡沫板，尺寸略小于织物，为“回”字型结构。
如上所述的一种中空毛经碳纤维双层织物，所述以经液相氧化处理的高强高模碳纤维的弹性模量为200～1000GPa，拉伸强度为2～4GPa，弹性模量和拉伸强度都由材料在拉伸试验中的应力应变曲线计算得到。
如上所述的一种中空毛经碳纤维双层织物，所述液相氧化处理中的液相为质量浓度60～70％的浓硝酸，还可以为酸性重铬酸钾溶液、次氯酸钠溶液或过氧化氢溶液。
如上所述的一种中空毛经碳纤维双层织物，上层碳纤维地经数量＝下层碳纤维地经数量，上层碳纤维纬纱数量＝下层碳纤维纬纱数量，碳纤维毛经的数量＝上层或下层碳纤维地经数量×((上层或下层碳纤维纬纱数量-1)/2)，碳纤维毛经穿出面A的高度为3mm～4cm，毛经高度过高会使水分无法被输送到毛经的最上端，需要根据所选用的碳纤维经处理后的物理性能进行调整，毛经高度处于3mm～4cm即可保证水分都可以被输送到。
本发明还提供制备如上所述的一种中空毛经碳纤维双层织物的方法，采用机织工艺；织造前，上层地经、下层地经与毛经的数量比为1:1:1，上层地经和下层地经置于织轴a上，毛经置于织轴b上；
织造过程中，将毛经全提起，在织口处置入一长方形金属片，织轴b输送的毛经长度为金属片宽度的两倍，金属片的下表面与综平位置平齐，将上层地经间隔提起一半数量，毛经保持不动，织入一根纬纱，此纬纱为上层纬纱，随后将上层地经全部提起，下层地经间隔提起一半数量，毛经依旧呈提起状态，织入一根纬纱，此纬纱为下层纬纱，使毛经回复至综平位置，将未提起的上下层地经全部提起，在织口处置入一长方形金属片，织轴b输送的毛经长度为金属片宽度的两倍，金属片的上表面与综平位置平齐；随后将上层地经全部提起，将下层地经间隔提起一半数量，此时提起的地经为织造前一纬下层纬纱时未提起的部分，在织口处织入一根纬纱，随后将提起的地经置于综平位置，将上层地经中的经纱间隔回复至综平位置，数量为上层地经总数的一半，此时所回复至综平位置的一半数量的地经为上一纬上层纬纱织入过程中提起的部分，随后将所有地经及毛经回复至综平位置，依次循环织造，织造完成后剪断织物两面的毛经与金属片相交处，并取出所有的金属片。
作为优选的技术方案：
如上所述的方法，织造过程中，每分钟上层纬纱织入的根数为5～10根，每分钟下层纬纱织入的根数为5～10根，织物的经向紧度和纬向紧度为60～70％，毛经起圈高度为3mm～4cm。
本发明还提供了如上所述的一种中空毛经碳纤维双层织物的应用，用于太阳能蒸汽生成；
将所述中空毛经碳纤维双层织物面B的边缘区域固定于辅助漂浮物上，将辅助漂浮物的底端置于溶液中，此溶液可以是海水、污染水或者其它类水溶液；通过控制织物的重量使织物和辅助漂浮物的重力之和小于等于水的升力，从而使得辅助漂浮物可以漂浮在水面上；
碳纤维毛经穿出面B的高度大于辅助漂浮物的厚度，可使得除织物下层的碳纤维毛经外，其它区域不与所要处理的水溶液接触，保证了光热材料所转换的热量不散失。
作为优选的技术方案：
所述辅助漂浮物为具有“回”字型结构的PS(聚苯乙烯)泡沫板，尺寸略小于织物；
所述辅助漂浮物的厚度为1mm～2cm。
本发明的一种中空毛经碳纤维双层织物，采用机织工艺实现，其中空的碳纤维毛经贯穿上、下层织物，织物的材质为高强高模碳纤维，可以在太阳光照射下产生热量，且所采用的高强高模碳纤维具有优良柔性，利于织造，对其进行液相氧化处理后，其表面拥有良好的润湿性，液态水可以经碳纤维毛经由织物的一面传递至另一面，同时与碳纤维毛经接触的上、下层碳纤维纬纱可吸收液态水，并将液态水传递至上、下层碳纤维经纱，此外，相对于上层经纱和纬纱，下层经纱和纬纱先接触到碳纤维毛经传输的水分，会将部分水分传递至上层经纱和纬纱，而使用过程中上层经纱和纬纱接受更多太阳光的照射而有更快的水分散失速度，下层经纱和纬纱的水分传递在一定程度上也为其补充了液态水，故碳纤维双层织物的任意区域皆会因太阳光照射产生热量传递至所吸附的液态水中并生成水蒸气。辅助漂浮物固定于织物的边缘区域，其厚度小于中空毛经穿过面B的高度，实现了面A和面B不与所处理的水溶液接触，避免了大量热量因热传导作用传递至水溶液中而降低水蒸气生成速率。此外，中空毛经为编织结构的中空管状织物，其中空的设计可以增加毛经的水蒸气散发面积，同时也增大了毛经的比模量，使其高度可以更高又不易倒伏。
有益效果：
(1)本发明的一种中空毛经碳纤维双层织物，所选用的高强高模碳纤维力学性能优良，化学性能稳定，使用过程中无污染、无降解且结构稳定；
(2)本发明的一种中空毛经碳纤维双层织物，其中空毛经可以实现将液态水由织物一端传递至另一端，使得织物主体不与所处理水溶液接触而最大程度的增加水蒸气生成效率，同时双层织物的结构设计有助于更牢固的夹紧毛经，使得毛经不易脱落同时又竖直排列；
(3)相对于实心结构，在材料所使用的重量相同的情况下，中空毛经的中空状结构设计增大了材料与空气的接触面积，有助于水蒸气的散发，同时中空毛经的高度可以更高而不容易倒伏。
附图说明
图1为本发明的一种中空毛经碳纤维双层织物与辅助漂浮物结合后的主视图；
图2为本发明的一种中空毛经碳纤维双层织物与辅助漂浮物结合后的局部图；
图3为本发明的一种中空毛经碳纤维双层织物与辅助漂浮物结合后的侧视图；
其中，1-上层碳纤维地经，2-上层碳纤维纬纱，3-碳纤维毛经，4-下层碳纤维地经，5-下层碳纤维纬纱，6-辅助漂浮物，7-碳纤维毛经中空区域。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
一种中空状毛经碳纤维双层织物的制备方法，采用机织工艺，具体步骤如下：
(1)原料准备：上、下层碳纤维地经为经液相氧化处理的高强高模碳纤维，碳纤维毛经是以经液相氧化处理的高强高模碳纤维为原料编织的碳纤维中空管状织物，上、下层碳纤维纬纱为经液相氧化处理的高强高模碳纤维；其中，高强高模碳纤维的弹性模量为200GPa，拉伸强度为2GPa，液相氧化处理具体为经质量浓度60％的浓硝酸氧化处理；
(2)织造前，上层地经、下层地经与毛经的数量比为1:1:1，上层地经和下层地经置于织轴a上，毛经置于织轴b上；
(3)织造过程中，将毛经全提起，在织口处置入一长方形金属片，织轴b输送的毛经长度为金属片宽度的两倍，金属片的下表面与综平位置平齐，将上层地经间隔提起一半数量，毛经保持不动，织入一根纬纱，此纬纱为上层纬纱，随后将上层地经全部提起，下层地经间隔提起一半数量，毛经依旧呈提起状态，织入一根纬纱，此纬纱为下层纬纱，使毛经回复至综平位置，将未提起的上下层地经全部提起，在织口处置入一长方形金属片，织轴b输送的毛经长度为金属片宽度的两倍，金属片的上表面与综平位置平齐；随后将上层地经全部提起，将下层地经间隔提起一半数量，此时提起的地经为织造前一纬下层纬纱时未提起的部分，在织口处织入一根纬纱，随后将提起的地经置于综平位置，将上层地经中的经纱间隔回复至综平位置，数量为上层地经总数的一半，此时所回复至综平位置的一半数量的地经为上一纬上层纬纱织入过程中提起的部分，随后将所有地经及毛经回复至综平位置，依次循环织造，织造完成后剪断织物两面的毛经与金属片相交处，并取出所有的金属片；其中，每分钟上层纬纱织入的根数为5根，每分钟下层纬纱织入的根数为5根，织物的经向紧度和纬向紧度为60％，毛经起圈高度为3mm。
最终制得的中空状毛经碳纤维双层织物，如图1～3所示，由上层碳纤维地经1、上层碳纤维纬纱2、碳纤维毛经3、下层碳纤维地经4和下层碳纤维纬纱5组成，碳纤维毛经的横截面中，中空区域7的占比为25％，碳纤维毛经3的数量＝上层或下层碳纤维地经数量×((上层或下层碳纤维纬纱数量-1)/2)；上层碳纤维地经与上层碳纤维纬纱相互交织形成面A，下层碳纤维地经与下层碳纤维纬纱相互交织形成面B，碳纤维毛经与上、下层碳纤维纬纱交织并贯穿面A和面B，且在面A上方和面B下方都存在一定高度，碳纤维毛经穿出面A和面B的高度为3mm；碳纤维双层织物在一个标准模拟太阳光照射条件下，蒸发水量可以达到1.02kg/(m2·h)。
将上述制得的中空状毛经碳纤维双层织物用于太阳能蒸汽生成，将织物面B的边缘区域固定于辅助漂浮物6(厚度为1mm的“回”字型结构的PS泡沫板)上，将辅助漂浮物的底端置于海水中，碳纤维毛经穿出面B的高度大于PS泡沫板的厚度。
实施例2
一种中空状毛经碳纤维双层织物的制备方法，采用机织工艺，具体步骤如下：
(1)原料准备：上、下层碳纤维地经为经液相氧化处理的高强高模碳纤维，碳纤维毛经是以经液相氧化处理的高强高模碳纤维为原料编织的碳纤维中空管状织物，上、下层碳纤维纬纱为经液相氧化处理的高强高模碳纤维；其中，高强高模碳纤维的弹性模量为500GPa，拉伸强度为3GPa，液相氧化处理具体为经质量浓度65％的浓硝酸氧化处理；
(2)织造前，上层地经、下层地经与毛经的数量比为1:1:1，上层地经和下层地经置于织轴a上，毛经置于织轴b上；
(3)织造过程中，将毛经全提起，在织口处置入一长方形金属片，织轴b输送的毛经长度为金属片宽度的两倍，金属片的下表面与综平位置平齐，将上层地经间隔提起一半数量，毛经保持不动，织入一根纬纱，此纬纱为上层纬纱，随后将上层地经全部提起，下层地经间隔提起一半数量，毛经依旧呈提起状态，织入一根纬纱，此纬纱为下层纬纱，使毛经回复至综平位置，将未提起的上下层地经全部提起，在织口处置入一长方形金属片，织轴b输送的毛经长度为金属片宽度的两倍，金属片的上表面与综平位置平齐；随后将上层地经全部提起，将下层地经间隔提起一半数量，此时提起的地经为织造前一纬下层纬纱时未提起的部分，在织口处织入一根纬纱，随后将提起的地经置于综平位置，将上层地经中的经纱间隔回复至综平位置，数量为上层地经总数的一半，此时所回复至综平位置的一半数量的地经为上一纬上层纬纱织入过程中提起的部分，随后将所有地经及毛经回复至综平位置，依次循环织造，织造完成后剪断织物两面的毛经与金属片相交处，并取出所有的金属片；其中，每分钟上层纬纱织入的根数为10根，每分钟下层纬纱织入的根数为10根，织物的经向紧度和纬向紧度为62％，毛经起圈高度为1cm。
最终制得的中空状毛经碳纤维双层织物，由上层碳纤维地经、上层碳纤维纬纱、碳纤维毛经、下层碳纤维地经和下层碳纤维纬纱组成，碳纤维毛经的横截面中，中空区域的占比为25％，碳纤维毛经的数量＝上层或下层碳纤维地经数量×((上层或下层碳纤维纬纱数量-1)/2)；织物边缘区域固定于“回”字型结构的PS泡沫板上，上层碳纤维地经与上层碳纤维纬纱相互交织形成面A，下层碳纤维地经与下层碳纤维纬纱相互交织形成面B，碳纤维毛经与上、下层碳纤维纬纱交织并贯穿面A和面B，且碳纤维毛经在面A上方和面B下方都存在一定高度，碳纤维毛经穿出面A和面B的高度为1cm；此碳纤维双层织物在一个标准模拟太阳光照射条件下，蒸发水量可以达到1.11kg/(m2·h)。
将上述制得的中空状毛经碳纤维双层织物用于太阳能蒸汽生成，将织物面B的边缘区域固定于辅助漂浮物(厚度为5mm的“回”字型结构的PS泡沫板)上，将辅助漂浮物的底端置于海水中，碳纤维毛经穿出面B的高度大于PS泡沫板的厚度。
实施例3
一种中空状毛经碳纤维双层织物的制备方法，采用机织工艺，具体步骤如下：
(1)原料准备：上、下层碳纤维地经为经液相氧化处理的高强高模碳纤维，碳纤维毛经是以经液相氧化处理的高强高模碳纤维为原料编织的碳纤维中空管状织物，上、下层碳纤维纬纱为经液相氧化处理的高强高模碳纤维；其中，高强高模碳纤维的弹性模量为1000GPa，拉伸强度为4GPa，液相氧化处理具体为经质量浓度70％的浓硝酸氧化处理；
(2)织造前，上层地经、下层地经与毛经的数量比为1:1:1，上层地经和下层地经置于织轴a上，毛经置于织轴b上；
(3)织造过程中，将毛经全提起，在织口处置入一长方形金属片，织轴b输送的毛经长度为金属片宽度的两倍，金属片的下表面与综平位置平齐，将上层地经间隔提起一半数量，毛经保持不动，织入一根纬纱，此纬纱为上层纬纱，随后将上层地经全部提起，下层地经间隔提起一半数量，毛经依旧呈提起状态，织入一根纬纱，此纬纱为下层纬纱，使毛经回复至综平位置，将未提起的上下层地经全部提起，在织口处置入一长方形金属片，织轴b输送的毛经长度为金属片宽度的两倍，金属片的上表面与综平位置平齐；随后将上层地经全部提起，将下层地经间隔提起一半数量，此时提起的地经为织造前一纬下层纬纱时未提起的部分，在织口处织入一根纬纱，随后将提起的地经置于综平位置，将上层地经中的经纱间隔回复至综平位置，数量为上层地经总数的一半，此时所回复至综平位置的一半数量的地经为上一纬上层纬纱织入过程中提起的部分，随后将所有地经及毛经回复至综平位置，依次循环织造，织造完成后剪断织物两面的毛经与金属片相交处，并取出所有的金属片；其中，每分钟上层纬纱织入的根数为8根，每分钟下层纬纱织入的根数为8根，织物的经向紧度和纬向紧度为65％，毛经起圈高度为4cm。
最终制得的中空状毛经碳纤维双层织物，由上层碳纤维地经、上层碳纤维纬纱、碳纤维毛经、下层碳纤维地经和下层碳纤维纬纱组成，碳纤维毛经的横截面中，中空区域的占比为25％，碳纤维毛经的数量＝上层或下层碳纤维地经数量×((上层或下层碳纤维纬纱数量-1)/2)；织物边缘区域固定于“回”字型结构的PS泡沫板上，上层碳纤维地经与上层碳纤维纬纱相互交织形成面A，下层碳纤维地经与下层碳纤维纬纱相互交织形成面B，碳纤维毛经与上、下层碳纤维纬纱交织并贯穿面A和面B，且碳纤维毛经在面A上方和面B下方都存在一定高度，碳纤维毛经穿出面A和面B的高度为4cm；碳纤维双层织物在一个标准模拟太阳光照条件下，蒸发水量可以达到1.24kg/(m2·h)。
将上述制得的中空状毛经碳纤维双层织物用于太阳能蒸汽生成，将织物面B的边缘区域固定于辅助漂浮物(厚度为2mm的“回”字型结构的PS泡沫板)上，将辅助漂浮物的底端置于海水中，碳纤维毛经穿出面B的高度大于PS泡沫板的厚度。
实施例4
一种中空状毛经碳纤维双层织物的制备方法，采用机织工艺，具体步骤如下：
(1)原料准备：上、下层碳纤维地经为经液相氧化处理的高强高模碳纤维，碳纤维毛经是以经液相氧化处理的高强高模碳纤维为原料编织的碳纤维中空管状织物，上、下层碳纤维纬纱为经液相氧化处理的高强高模碳纤维；其中，高强高模碳纤维的弹性模量为750GPa，拉伸强度为3.2GPa，液相氧化处理具体为经质量浓度70％的浓硝酸氧化处理；
(2)织造前，上层地经、下层地经与毛经的数量比为1:1:1，上层地经和下层地经置于织轴a上，毛经置于织轴b上；
(3)织造过程中，将毛经全提起，在织口处置入一长方形金属片，织轴b输送的毛经长度为金属片宽度的两倍，金属片的下表面与综平位置平齐，将上层地经间隔提起一半数量，毛经保持不动，织入一根纬纱，此纬纱为上层纬纱，随后将上层地经全部提起，下层地经间隔提起一半数量，毛经依旧呈提起状态，织入一根纬纱，此纬纱为下层纬纱，使毛经回复至综平位置，将未提起的上下层地经全部提起，在织口处置入一长方形金属片，织轴b输送的毛经长度为金属片宽度的两倍，金属片的上表面与综平位置平齐；随后将上层地经全部提起，将下层地经间隔提起一半数量，此时提起的地经为织造前一纬下层纬纱时未提起的部分，在织口处织入一根纬纱，随后将提起的地经置于综平位置，将上层地经中的经纱间隔回复至综平位置，数量为上层地经总数的一半，此时所回复至综平位置的一半数量的地经为上一纬上层纬纱织入过程中提起的部分，随后将所有地经及毛经回复至综平位置，依次循环织造，织造完成后剪断织物两面的毛经与金属片相交处，并取出所有的金属片；其中，每分钟上层纬纱织入的根数为10根，每分钟下层纬纱织入的根数为10根，织物的经向紧度和纬向紧度为70％，毛经起圈高度为1.2cm。
最终制得的中空状毛经碳纤维双层织物，由上层碳纤维地经、上层碳纤维纬纱、碳纤维毛经、下层碳纤维地经和下层碳纤维纬纱组成，碳纤维毛经的横截面中，中空区域的占比为25％，碳纤维毛经的数量＝上层或下层碳纤维地经数量×((上层或下层碳纤维纬纱数量-1)/2)；织物边缘区域固定于“回”字型结构的PS泡沫板上，上层碳纤维地经与上层碳纤维纬纱相互交织形成面A，下层碳纤维地经与下层碳纤维纬纱相互交织形成面B，碳纤维毛经与上、下层碳纤维纬纱交织并贯穿面A和面B，且碳纤维毛经在面A上方和面B下方都存在一定高度，碳纤维毛经穿出面A上方和面B下方的高度为1.2cm；碳纤维双层织物在一个标准模拟太阳光照条件下，蒸发水量可以达到1.21kg/(m2·h)。
将上述制得的中空状毛经碳纤维双层织物用于太阳能蒸汽生成，将织物面B的边缘区域固定于辅助漂浮物(厚度为6mm的“回”字型结构的PS泡沫板)上，将辅助漂浮物的底端置于海水中，碳纤维毛经穿出面B的高度大于PS泡沫板的厚度。

Claims (10)

1.一种中空毛经碳纤维双层织物，其特征是：由上层碳纤维地经、上层碳纤维纬纱、碳纤维毛经、下层碳纤维地经和下层碳纤维纬纱组成，上层碳纤维地经与上层碳纤维纬纱相互交织形成面A，下层碳纤维地经与下层碳纤维纬纱相互交织形成面B，碳纤维毛经与上、下层碳纤维纬纱交织并贯穿面A和面B，且碳纤维毛经在面A上方和面B下方都存在一定高度；
上层碳纤维地经和下层碳纤维地经以及上层碳纤维纬纱和下层碳纤维纬纱均为经液相氧化处理的高强高模碳纤维，碳纤维毛经为以经液相氧化处理的高强高模碳纤维为原料编织的碳纤维中空管状织物。
2.根据权利要求1所述的一种中空毛经碳纤维双层织物，其特征在于，所述碳纤维双层织物在一个标准模拟太阳光照条件下，蒸发水量为1.02～1.24kg/(m2·h)。
3.根据权利要求1所述的一种中空毛经碳纤维双层织物，其特征在于，所述的碳纤维毛经的横截面中，中空区域的占比为25％。
4.根据权利要求1所述的一种中空毛经碳纤维双层织物，其特征在于，所述经液相氧化处理的高强高模碳纤维的弹性模量为200～1000GPa，拉伸强度为2～4Gpa。
5.根据权利要求1所述的一种中空毛经碳纤维双层织物，其特征在于，所述液相氧化处理中的液相为质量浓度60～70％的浓硝酸。
6.根据权利要求1所述的一种中空毛经碳纤维双层织物，其特征在于，上层碳纤维地经数量＝下层碳纤维地经数量，上层碳纤维纬纱数量＝下层碳纤维纬纱数量，碳纤维毛经的数量＝上层或下层碳纤维地经数量×((上层或下层碳纤维纬纱数量-1)/2)，碳纤维毛经穿出面A的高度为3mm～4cm。
7.制备如权利要求1～6任一项所述的一种中空毛经碳纤维双层织物的方法，其特征是：采用机织工艺；织造前，上层地经、下层地经与毛经的数量比为1:1:1，上层地经和下层地经置于织轴a上，毛经置于织轴b上；
织造过程中，将毛经全提起，在织口处置入一长方形金属片，织轴b输送的毛经长度为金属片宽度的两倍，金属片的下表面与综平位置平齐，将上层地经间隔提起一半数量，毛经保持不动，织入一根纬纱，此纬纱为上层纬纱，随后将上层地经全部提起，下层地经间隔提起一半数量，毛经依旧呈提起状态，织入一根纬纱，此纬纱为下层纬纱，使毛经回复至综平位置，将未提起的上下层地经全部提起，在织口处置入一长方形金属片，织轴b输送的毛经长度为金属片宽度的两倍，金属片的上表面与综平位置平齐；随后将上层地经全部提起，将下层地经间隔提起一半数量，此时提起的地经为织造前一纬下层纬纱时未提起的部分，在织口处织入一根纬纱，随后将提起的地经置于综平位置，将上层地经中的经纱间隔回复至综平位置，数量为上层地经总数的一半，此时所回复至综平位置的一半数量的地经为上一纬上层纬纱织入过程中提起的部分，随后将所有地经及毛经回复至综平位置，依次循环织造，织造完成后剪断织物两面的毛经与金属片相交处，并取出所有的金属片。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，织造过程中，每分钟上层纬纱织入的根数为5～10根，每分钟下层纬纱织入的根数为5～10根，织物的经向紧度和纬向紧度为60～70％，毛经起圈高度为3mm～4cm。
9.如权利要求1～6任一项所述的一种中空毛经碳纤维双层织物的应用，其特征是：用于太阳能蒸汽生成；
将所述中空毛经碳纤维双层织物面B的边缘区域固定于辅助漂浮物上，将辅助漂浮物的底端置于溶液中；
碳纤维毛经穿出面B的高度大于辅助漂浮物的厚度。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述辅助漂浮物为具有“回”字型结构的PS泡沫板；
所述辅助漂浮物的厚度为1mm～2cm。
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