一种双芯单包缠结构拉胀复合纱

1.本实用新型属于包覆纱技术领域，具体地说，本实用新型涉及一种双芯单包缠结构拉胀复合纱。


背景技术：

2.传统材料在拉伸时通常表现为正泊松比，即拉伸时材料变窄，压缩时变宽。而负泊松比材料是一种具有特殊力学性能的材料，具有受拉膨胀或受压收缩性质，在抗剪承载力、抗断裂性、能量吸收等方面比传统材料更有优势，因而负泊松比材料在生物医学、传感器、防护设备、航空航天及国防等诸多领域均具有广泛的应用前景。
3.如何合理配置复合纱两组分的模量、伸长、比例以及优化负泊松比纱线结构，是生产负泊松比复合纱的核心关键技术。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种双芯单包缠结构拉胀复合纱，以解决上述背景技术中存在的问题。
5.为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：一种双芯单包缠结构拉胀复合纱，包括第一芯层、第二芯层和外包覆层，所述外包覆层呈螺旋线上下交替包缠在第一芯层和第二芯层外壁，所述第一芯层和第二芯层均为低模量高伸长的纤维长丝，所述外包覆层为高模量低伸长的纤维长丝。
6.优选的，不受轴向载荷作用下，第一芯层和第二芯层不受外包覆层的约束，第一芯层和第二芯层以伸直状态位于中心位置。
7.优选的，受轴向载荷作用下，第一芯层和第二芯层在外包覆层的压迫作用下弯曲成螺旋线，外包覆层由螺旋态逐渐趋于伸直态，低模量高伸长的纤维长丝的第一芯层和第二芯层与高模量低伸长的纤维长丝的外包覆层由于其性能差异而发生位置和状态的互换，实现结构相的快速可逆转变。
8.采用以上技术方案的有益效果是：
9.1、本实用新型的双芯单包缠结构拉胀复合纱，包括第一芯层、第二芯层和外包覆层，所述外包覆层呈螺旋线上下交替包缠在第一芯层和第二芯层外壁，所述第一芯层和第二芯层均为低模量高伸长的纤维长丝，例如：氨纶丝、橡胶等，所述外包覆层为高模量低伸长的纤维长丝，例如：金属丝、芳纶、碳纤等。
10.制备时，将高模量低伸长的纤维长丝呈螺旋线上下交替包缠在低模量高伸长的纤维长丝表面。
11.当纱线不受轴向载荷作用下，第一芯层和第二芯层不受外包覆层的约束，第一芯层和第二芯层以伸直状态位于中心位置。
12.受轴向载荷作用下，第一芯层和第二芯层在外包覆层的压迫作用下弯曲成螺旋线，外包覆层由螺旋态逐渐趋于伸直态，低模量高伸长的纤维长丝的第一芯层和第二芯层
与高模量低伸长的纤维长丝的外包覆层由于其性能差异而发生位置和状态的互换，从而引起纱线整体截面轮廓变粗，形成负泊松比效应，实现结构相的快速可逆转变。与常规单芯单包缠结构拉胀复合纱相比，双芯单包缠结构拉胀复合纱的负泊松比效应更为显著。
附图说明
13.图1是实用新型的双芯单包缠结构拉胀复合纱原理图；
14.其中：
15.1、第一芯层；2、第二芯层；3、外包覆层。
具体实施方式
16.下面对照附图，通过对实施例的描述，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本实用新型的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。
17.如图1所示，本实用新型是一种双芯单包缠结构拉胀复合纱，打破了常规单芯单包缠结构拉胀纱负泊松比效应不太显著的问题，极大丰富了拉胀复合纱品种。
18.具体的说，如图1所示，包括第一芯层1、第二芯层2和外包覆层3，所述外包覆层3呈螺旋线上下交替包缠在第一芯层1和第二芯层2外壁，所述第一芯层1和第二芯层2均为低模量高伸长的纤维长丝，所述外包覆层3为高模量低伸长的纤维长丝。
19.不受轴向载荷作用下，第一芯层1和第二芯层2不受外包覆层3的约束，第一芯层1和第二芯层2以伸直状态位于中心位置。
20.受轴向载荷作用下，第一芯层1和第二芯层2在外包覆层3的压迫作用下弯曲成螺旋线，外包覆层3由螺旋态逐渐趋于伸直态，低模量高伸长的纤维长丝的第一芯层1和第二芯层2与高模量低伸长的纤维长丝的外包覆层3由于其性能差异而发生位置和状态的互换，实现结构相的快速可逆转变。
21.以下用具体实施例对具体工作方式进行阐述：
22.实施例1：
23.本实用新型的双芯单包缠结构拉胀复合纱，包括第一芯层1、第二芯层2和外包覆层3，所述外包覆层3呈螺旋线上下交替包缠在第一芯层1和第二芯层2外壁，所述第一芯层1和第二芯层2均为低模量高伸长的纤维长丝，例如：氨纶丝、橡胶等，所述外包覆层3为高模量低伸长的纤维长丝，例如：金属丝、芳纶、碳纤等。
24.制备时，将高模量低伸长的纤维长丝呈螺旋线上下交替包缠在低模量高伸长的纤维长丝表面。
25.当纱线不受轴向载荷作用下，第一芯层1和第二芯层2不受外包覆层3的约束，第一芯层1和第二芯层2以伸直状态位于中心位置。
26.受轴向载荷作用下，第一芯层1和第二芯层2在外包覆层3的压迫作用下弯曲成螺旋线，外包覆层3由螺旋态逐渐趋于伸直态，低模量高伸长的纤维长丝的第一芯层1和第二芯层2与高模量低伸长的纤维长丝的外包覆层3由于其性能差异而发生位置和状态的互换，从而引起纱线整体截面轮廓变粗，形成负泊松比效应，实现结构相的快速可逆转变。与常规单芯单包缠结构拉胀复合纱相比，双芯单包缠结构拉胀复合纱的负泊松比效应更为显著。
27.以上结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然，本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要是采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本实用新型的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。


技术特征：
1.一种双芯单包缠结构拉胀复合纱，其特征在于：包括第一芯层(1)、第二芯层(2)和外包覆层(3)，所述外包覆层(3)呈螺旋线上下交替包缠在第一芯层(1)和第二芯层(2)外壁，所述第一芯层(1)和第二芯层(2)均为低模量高伸长的纤维长丝，所述外包覆层(3)为高模量低伸长的纤维长丝。2.根据权利要求1所述的一种双芯单包缠结构拉胀复合纱，其特征在于：不受轴向载荷作用下，第一芯层(1)和第二芯层(2)不受外包覆层(3)的约束，第一芯层(1)和第二芯层(2)以伸直状态位于中心位置。3.根据权利要求2所述的一种双芯单包缠结构拉胀复合纱，其特征在于：受轴向载荷作用下，第一芯层(1)和第二芯层(2)在外包覆层(3)的压迫作用下弯曲成螺旋线，外包覆层(3)由螺旋态逐渐趋于伸直态。

技术总结
本实用新型公开了一种双芯单包缠结构拉胀复合纱，包括第一芯层、第二芯层和外包覆层，所述外包覆层呈螺旋线上下交替包缠在第一芯层和第二芯层外壁，所述第一芯层和第二芯层均为低模量高伸长的纤维长丝，所述外包覆层为高模量低伸长的纤维长丝，打破了常规单芯单包缠结构拉胀纱负泊松比效应不太显著的问题，极大丰富了拉胀复合纱品种。丰富了拉胀复合纱品种。丰富了拉胀复合纱品种。


技术研发人员：王勇 王宗乾 乔启凡 孙安彤 李欣怡 朱艺
受保护的技术使用者：安徽工程大学
技术研发日：2022.01.10
技术公布日：2022/6/3