CN203440556U - 大豆纤维包覆复合材料 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种大豆纤维包覆复合材料，属于纺织材料技术领域。包括：中间芯体，其以碳纤维材料制成；表层包覆层，其以大豆纤维材料制成；表层包覆层沿着中间芯体的延伸方向布置。本实用新型的有益效果是：由于包覆纤维是两种或两种以上的纤维组合而成的一种复合纤维。故而包覆纤维除了具有特殊的结构以外，它的优势在于可利用芯纤维的优良性能以及外包纤维的性能，与此同时，还可利用表向特征，充分发挥两种纤维的特长并发挥二者的功能。特别地，可实现染色作业。

Description

大豆纤维包覆复合材料

技术领域

本实用新型涉及纺织材料技术领域，尤其是涉及一种大豆纤维包覆复合材料。 

背景技术

二十一世纪是材料的纪元。碳纤维是由碳元素组成的一种特殊纤维，分子结构介于石墨与金刚石之间，含碳量随种类不同而异，其是由有机纤维或低分子烃气体原料加热至1500℃所形成的高分子无机纤维材料，其含碳量在95%以上。所以广泛应用于飞机制造等军工领域、风力发电等工业领域、高尔夫球棒等体育用品领域、人造骨骼等医疗领域以及纺织领域。 

碳纤维是一种力学性能优异的新材料，它的比重不到钢的四分之一，碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500MPa以上，是钢的7-9倍，抗拉弹性模量为23000-43000MPa，亦高于钢。 

因此，CFRP（碳纤维增强复合材料）的比强度即材料的强度与其密度之比可达到2000MPa（g/cm3）,而A3钢的比强度仅为59MPa（g/cm3）左右，其比模量也比钢高。材料的比强度越高，则构件的自重越小，比模量越高，则构件的刚度越大，从这个意义在已预示了碳纤维在工程的广阔应用前景。 

碳纤维具有一般碳素材料的特性，诸如耐摩擦、导电、导热及耐腐蚀等，但与一般碳素材料又不同，有着显著的特异性，柔软，可加工成各自织物，更主要的是微晶结构沿纤维轴有择优取向，从而沿纤维轴方向有很到的抗张强度和杨氏模量。碳纤维的比重小，把它做成复合材料，便成了全世界的全能者。 

与此同时，在纺织领域，碳纤维的运用还受到染色等工艺无法运用的问题。 

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提供一种大豆纤维包覆复合材料。 

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案： 

大豆纤维包覆复合材料，其特征在于，其包括： 

中间芯体，其以碳纤维材料制成； 

表层包覆层，其以大豆纤维材料制成； 

表层包覆层沿着中间芯体的延伸方向布置。 

其中，所述中间芯体与表层包覆层共轴布置。 

其中，碳纤维的平均纤维长度为0.2mm。 

其中，中间芯体采用多股碳纤维材料制成。 

其中，所述中间芯体以碳纤维材料制成的碳纤维纱线束构成。 

其中，中间芯体采用碳纤维布材料制成。 

其中，表层包覆层由大豆纤维纱以螺旋缠绕方式布置于中间芯体表面。 

其中，所述表层包覆层的平均厚度为0.2-1mm。 

如本文所述，大豆纤维，其属于再生性植物蛋白纤维，它是采用生物工程技术从大豆的豆粕中提炼出来的蛋白质与聚乙烯醇或其他高分子共混，再以湿法纺丝而成，由于大豆蛋白质是球状蛋白，能溶于水，所以形成纤维过程也是一种交联过程，交联剂的加入，可提高大豆蛋白质的强度和耐热性，本技术可以从100kg豆粕中提取40kg的大豆蛋白质，大豆蛋白纤维具有天然蚕丝的优良特性，又具有合成纤维的机械性能，故而，其与碳纤维共同制作的复合材料极大地提高了材料与人体接触的舒适性。 

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：由于包覆纤维是两种或两种以上的纤维组合而成的一种复合纤维。故而包覆纤维除了具有特殊的结构以外，它的优势在于可利用芯纤维的优良性能以及外包纤维的性能，与此同时，还可利用表向特征，充分发挥两种纤维的特长并发挥二者的功能。 

可根据包覆丝纤维的不同性能，可用在不同的领域。诸如本实用新型在利用两种材料的性质，用包覆的工艺制成先进的复合材料。本产品的科技含量与优良的性能，填补了我国纤维领域的空白。是高科技领域的优良材料，经研发和试验，已经形成成熟的工艺流程、形成批量生产模式，经同行专家权威探讨和市场分析，本产品应用前景良好，产业化前景广阔。 

附图说明

图1为大豆纤维包覆复合材料结构示意图。 

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。 

容易理解，根据本实用新型的技术方案，在不变更实用新型实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实施方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本实用新型的技术方案的示例性说明，而不应当视为本实用新型的全部或者视为对本实用新型技术方案的限定或限制。 

需要说明的是，下面描述中使用的词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离图面或图中特定部件几何中心方向。 

大豆纤维包覆复合材料，以下简称“本材料”。 

实施例1：如图1所示，大豆纤维包覆复合材料，本材料以做成纱线形式出现，其包括：由碳纤维短切丝制成的中间芯体1，碳纤维短切丝的单丝直径为7.0-10μm；表层包覆层2，其以大豆纤维材料制成的纱线螺旋缠绕而成。表层包覆层沿着中间芯体的延伸方向布置。 

由于整个大豆纤维材料是以包覆于中间芯体表面出现的，故而，所述中间芯体与表层包覆层共轴布置，同轴度决定了其材料优良的结构特性。 

为便于染色作业，所述表层包覆层的平均厚度为0.5mm。 

本材料必须采用二程式工艺技术，即现在头程包覆捻纱机上使包覆纱线在芯纱上形成环圈，然后在二程包覆纱设备上用加固纱线固定环圈的形态和位置。 

实施例2：大豆纤维包覆复合材料，本材料以做成纱线形式出现，其包括：以碳纤维材料制成的碳纤维纱线束构成的中间芯体；表层包覆层，其以大豆纤维材料制成的纱线螺旋缠绕而成。表层包覆层沿着中间芯体的延伸方向布置。 

由于整个大豆纤维材料是以包覆于中间芯体表面出现的，故而，所述中间芯体与表层包覆层共轴布置，同轴度决定了其材料优良的结构特性。 

为便于染色作业，所述表层包覆层的平均厚度为0.3mm。 

实施例3：大豆纤维包覆复合材料，本材料以做成纱线形式出现，其包括：采用多股碳纤维材料制成的中间芯体；表层包覆层，其以大豆纤维材料制成的纱线螺旋缠绕而成。表层包覆层沿着中间芯体的延伸方向布置。 

由于整个大豆纤维材料是以包覆于中间芯体表面出现的，故而，所述中间芯体与表层包覆层共轴布置，同轴度决定了其材料优良的结构特性。 

为便于染色作业，所述表层包覆层的平均厚度为0.8mm。 

实施例4：大豆纤维包覆复合材料，本材料以做成纱线形式出现，其包括：采用碳纤维布材料制成的中间芯体；表层包覆层，其以大豆纤维材料制成的纱线经纺织机械织布之后以大豆纤维布的形式包覆于中间芯体表面。表层包覆层沿着中间芯体的延伸方向布置。 

由于整个大豆纤维材料是以包覆于中间芯体表面出现的，故而，所述中间芯体与表层包覆层共轴布置，同轴度决定了其材料优良的结构特性。 

为便于染色作业，所述表层包覆层的平均厚度为0.6mm。 

中间芯体与表层包覆层可采用的纺织方法包括环锭纺、静电纺织、涡流纺、自捻纺等，其属于现有公知技术，在此不再赘述。 

本材料为包覆复合材料（core-spun-yarn）,其以高性能的碳纤维为芯，外包大豆纤维而成的复合材料，兼有碳纤维和大豆纤维两者的优良机械性能，在纺织材料领域具有较强的运用前景。 

实施例5：本材料以12K碳纤维作为中线芯体，一根75D大豆纤维和一根14tex棉加固纱线所形成的复合材料。 

其中，碳纤维的规格为： 

12K碳纤维； 

抗拉强度：3300MPa； 

线密度：0.88g/m； 

比重：1.7g/cc； 

纤维：7μm； 

延伸：1.34-1.4%； 

电阻值：32-35Ω。 

大豆蛋白纤维，其中，大豆蛋白石由大豆中提取的蛋白质混合并按一定的高聚物配成纺织液，经湿法纺法而制得，大豆纤维是产业化生成的新型纤维。 

大豆纤维横截面呈扁平化哑铃状，纵向表面有不明显的凹凸沟槽，纤维具有 一定的卷曲。大豆纤维以大豆废豆粕为原料，制作过程无污染，同时充分利用废弃的资源，而且制得的纤维可生物降解，有利于改善生态环境。 

本材料的大豆纤维回潮率在4%左右，放湿速率较棉和羊毛快，纤维热阻较大，具备较好舒适性。产品色彩鲜艳有光泽，耐日晒。 

碳纤维与大豆纤维包覆复合材料，可将又是更好地体现，是特定环境下良好的功能性材料。 

Claims (5)

1.大豆纤维包覆复合材料，其特征在于，其包括： 

中间芯体，其以碳纤维材料制成； 

表层包覆层，其以大豆纤维材料制成； 

表层包覆层沿着中间芯体的延伸方向布置； 

所述中间芯体与表层包覆层共轴布置； 

碳纤维的平均纤维长度为0.2mm； 

所述表层包覆层的平均厚度为0.2-1mm。 

2.根据权利要求1所述的大豆纤维包覆复合材料，其特征在于，其中，中间芯体采用多股碳纤维材料制成。 

3.根据权利要求1所述的大豆纤维包覆复合材料，其特征在于，其中，所述中间芯体以碳纤维材料制成的碳纤维纱线束构成。 

4.根据权利要求1所述的大豆纤维包覆复合材料，其特征在于，其中，中间芯体采用碳纤维布材料制成。 

5.根据权利要求1所述的大豆纤维包覆复合材料，其特征在于，其中，表层包覆层由大豆纤维纱以螺旋缠绕方式布置于中间芯体表面。 

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