產(chǎn)業(yè)用紡織品作為技術(shù)紡織品的重要組成部分，已廣泛應(yīng)用于建筑、交通、環(huán)保、醫(yī)療、農(nóng)業(yè)等多個領(lǐng)域。尤其科學(xué)技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用需求的增加，對產(chǎn)業(yè)用紡織品提出了更高的標準。它既要具備一定的構(gòu)造形式，又要適應(yīng)應(yīng)用環(huán)境的復(fù)雜變化。本文根據(jù)產(chǎn)業(yè)用紡織品的不同構(gòu)造類型，探索其原材料選用的原理，并對結(jié)構(gòu)設(shè)計進行理論和實踐研究，為相關(guān)領(lǐng)域在產(chǎn)業(yè)用紡織品中的研究和開發(fā)奠定理論和技術(shù)基礎(chǔ)。

產(chǎn)業(yè)用紡織品的結(jié)構(gòu)種類

產(chǎn)業(yè)用紡織品具有多種組織形態(tài)，包括機織物、經(jīng)編針織物和襯紗織物、緯編織物和襯紗織物，非織造織物、編織物、復(fù)合織物等。機織物采用經(jīng)、緯兩種紗線相互交錯，具有較好的穩(wěn)定性；針織物由紗環(huán)相連，彈力強、拉伸性能好；非織造織物是通過對纖維進行直接編織和增強，制造過程具有柔性；編織物能夠構(gòu)成一種特殊空間形式的3D立體結(jié)構(gòu)；復(fù)合織物能綜合各種織物的優(yōu)勢，以更好適應(yīng)各種復(fù)雜應(yīng)用的要求。

產(chǎn)業(yè)用紡織品的纖維原料

產(chǎn)業(yè)用紡織品的纖維原料應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品使用環(huán)境和使用條件相應(yīng)進行選擇。當前選擇纖維原料時重點考慮的內(nèi)容基本包含下列方面。

1.溫度環(huán)境適應(yīng)性。在選用纖維原材料時，應(yīng)首先考慮其對氣候的適應(yīng)能力。在各種應(yīng)用條件下，其耐熱特性各不相同。在極高溫度或較低溫度下，對其力學(xué)性質(zhì)的要求是：不發(fā)生熔融、軟化或脆化現(xiàn)象。如煉鋼和玻璃制造等在較高溫度條件下需要使用陶瓷和石英等纖維；但在極地考察和冷藏運輸?shù)容^低溫度的條件下，需要選用具有較高溫度耐性的纖維，如一些特殊的人造纖維或經(jīng)特別加工的天然纖維。

2.力學(xué)性能和耐久性。在選用纖維材料時，應(yīng)將其作為一項主要的力學(xué)特性來加以考慮。在各種場合下，纖維的拉伸、壓縮、剪切、彎曲、撕裂、斷裂等特性，以及它們的彈性和抗疲勞特性都有各自的需求。如在民用建筑及加固等方面，要求選用高強度高模量的纖維，如芳綸、碳纖維等。因此要針對不同的應(yīng)用場合，選用相應(yīng)的抗老化和抗降解性能纖維材料。

3.特殊性能和生理相容性。在對基本的力學(xué)性能和溫度環(huán)境等方面有一定的需求之外，還需要纖維材料具有一定的物理、生物相容性。在電子、通信等領(lǐng)域為保證織物的正常工作與安全，必須選用具有防靜電、防電磁輻射等特性的原料。在醫(yī)學(xué)上要求醫(yī)用紡織品必須無毒無害與人體細胞相容，所以要選用一些生物相容性好的人造纖維或經(jīng)過特殊處理的天然纖維。并可按具體要求選用具有防紫外線、防火、防水、抗菌等特性的特種纖維。

產(chǎn)業(yè)用紡織品的結(jié)構(gòu)設(shè)計

1.過濾用紡織品的結(jié)構(gòu)設(shè)計。針對過濾介質(zhì)的顆粒尺寸、密度、形狀、化學(xué)性能等特點，對過濾介質(zhì)進行適當?shù)目捉Y(jié)構(gòu)與形貌調(diào)控。喇叭型濾孔是一種新型的過濾器，其特殊的結(jié)構(gòu)可以使液體在經(jīng)過過濾器時產(chǎn)生漩渦，增大液體和過濾器的接觸面，從而實現(xiàn)提升過濾效果的目的。另外喇叭型濾孔的結(jié)構(gòu)設(shè)計也有利于濾渣的分離、減小阻塞，從而將過濾周期延長。采用聚四氟乙烯（PTFE）纖維和玻璃纖維等抗高溫纖維，可以使濾材在高溫條件下具有較好的抗腐蝕能力，并防止其在較高溫度下發(fā)生形變和破壞。在此基礎(chǔ)上將活性炭、分子篩等材料引入到纖維材料中，實現(xiàn)對典型有毒氣體（VOCs）、重金屬離子等的捕集與脫除，拓展其應(yīng)用領(lǐng)域。

2.纖維增強復(fù)合材料的基材設(shè)計。為滿足高強度高模量的要求，采用高性能纖維材料，如芳綸纖維和碳纖維等。研究表明，在基材設(shè)計中，纖維的排布方式、含量及其與基底之間的粘結(jié)狀況是決定其綜合力學(xué)性能的關(guān)鍵。采用單向排列、交叉排列或編織組織等方法對排列方式進行改進，使纖維具有更好的強化作用。適當?shù)卣{(diào)控纖維的含量，能有效解決因過度添加而造成的生產(chǎn)難度及生產(chǎn)成本上升等問題。在此基礎(chǔ)上通過表面處理和偶聯(lián)劑等方法，進一步提升復(fù)合材料與基材之間的界面粘結(jié)，實現(xiàn)復(fù)合材料的綜合性能優(yōu)化。

3.土工增強紡織品的結(jié)構(gòu)設(shè)計。為了保證土壤結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，必須具有加固地基和承受正應(yīng)力產(chǎn)生的橫向拉力能力。要實現(xiàn)這個目的，織物必須具備一定的抗張、耐刺破能力。此外具有較好的滲透、反滲透能力也是土工增強紡織品所必需的。透氣性好可以讓水在織物內(nèi)自由地流通，有利于有效進行排水，減小水壓對織物的作用。反濾層具有阻止泥土和沙粒移動、損失的作用，使土壤具有較好的結(jié)構(gòu)性。

4.河堤岸快速封岸成形材料的設(shè)計。為了實現(xiàn)水泥砂漿壩岸的快速形成，成形材料需要使用特種紡織機械和高強度的纖維原材料。特種紡織機械可以保證各類型纖維在不同方向上均勻分布，并使材料相互間的配合更加嚴密，從而改善織物的總體力學(xué)性能和穩(wěn)定性能。而高強度的纖維原材料具有很好的拉伸和韌性，可以抵抗河流的沖蝕和水土流失。另外河堤岸快速封岸成形材料要求具有較強的塑性、粘附性，便于在工地上迅速成型及養(yǎng)護。通過對其組成及制備技術(shù)的研究，使其具有較好的力學(xué)性能，實現(xiàn)降低工程建設(shè)工期、增強防災(zāi)減災(zāi)作用的目的。

5.成形機件的結(jié)構(gòu)設(shè)計。網(wǎng)球拍、高爾夫球桿等成形機件的結(jié)構(gòu)設(shè)計，對材料材質(zhì)的機械特性及穩(wěn)定性提出了非常高的要求。由于具有高強、重量輕的特點，碳纖維織物已成為此類部件的優(yōu)選補強。采用3D立體織造技術(shù)，可以使碳纖維織物具有各種不同的形態(tài)與結(jié)構(gòu)，同時發(fā)揮其機械特性的優(yōu)點。另外填料的選用及成型技術(shù)對機械部件的使用也有很大的影響。選用適當?shù)幕w，能有效填補碳纖維布間的間隙，改善機械結(jié)構(gòu)的強度與剛性。精密的制造技術(shù)能保證零件的外形，延長零件的使用壽命并提高穩(wěn)定度。另外三維織造技術(shù)還可以提高機械部件的抗扭、耐折性能，從而使得機械部件在工作時更為平穩(wěn)、精確。

6.特殊功能紡織品的結(jié)構(gòu)設(shè)計。此外，尚有某些特定用途的紡織品需要進行專門的結(jié)構(gòu)設(shè)計。比如，為了抵抗槍彈的穿刺效果，防彈服的外殼多采用高強度高模量纖維，如芳綸纖維、超高分子量聚乙烯等。而在內(nèi)層則要采用軟質(zhì)的吸能物質(zhì)，例如海綿、特殊織物，用來吸收并分散彈頭的動能。通過對每一種材質(zhì)及構(gòu)造進行合理設(shè)計，使其實現(xiàn)最佳的防彈性能。此外還需要合理構(gòu)建具有良好導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的抗靜電織物，消除因靜電積聚而造成的傷害。這一點一般采用傳導(dǎo)材料覆蓋在光纖的表面上或嵌入導(dǎo)電纖維來完成。

總之，不同的結(jié)構(gòu)形式和纖維原料選擇直接影響著紡織品的性能與應(yīng)用效果。因此，合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計是實現(xiàn)特定功能和應(yīng)用需求的關(guān)鍵。