个人防护装备通常采用的衬垫材料为不透气的PU或EPS泡沫,产品的舒适性不够理想。间隔织物具有三明治结构,通过中间的单丝连接两表面层,具有优良的抗压性、吸能性、透气性和结构可设计性。间隔织物作为缓冲吸能材料目前受到了广泛关注。本论文研究了纬编间隔织物的结构参数和叠加层数对织物压缩性能的影响,为间隔织物在缓冲性能上的优化提供实验基础,同时实现了间隔织物和三维成形技术的结合,对开发全成型头盔衬垫缓冲材料具有重要意义。在电脑横机上编织了16种不同结构参数的纬编间隔织物,包括3种间隔丝细度、3种间隔丝密度和4种间隔方式。编织中由于前后针床间距固定,为调节织物厚度,织物表层采用热收缩包芯纱,并将下机织物进行热蒸汽处理。通过使用热收缩包芯纱,调整间隔织物单丝隔针距离、直径和间隔丝密度,可以在电脑横机上生产不同厚度的间隔织物。间隔织物的透气性主要受表面层线圈密度和织物面密度的影响。采用Instron电子材料试验机对纬编间隔织物进行了压缩测试,研究了织物结构参数对压缩应力–应变曲线、能量吸收和压缩回弹性的影响。由测试结果发现:纱线细度和间隔方式的不匹配将导致织物具有较低的抗压力和能量吸收,但其压缩回弹性会更好;在表层复丝有效捆绑间隔单丝的情况下,减小隔针距、增加单丝直径和增加单丝密度都能使织物具有更好的抗压力和较高的能量吸收,但压缩回弹性变差。本课题还测试了层合间隔织物的压缩性能,结果发现:多层织物的压缩行为和单层相似,存在初始区、弹性区、平台区和致密区四个阶段。弹性区内,织物叠加后,刚度减小,并远小于单层织物刚度;在平台区内,双层压缩曲线会出现1–2次波动,三层压缩曲线会出现2–3次波动。应变为65%时,织物吸收的能量随着层数的增加而增加,但织物单位质量和单位体积所吸收能量随层数的增加而减少;相同载荷下,三层织物能量吸收最多,单层最少。在间隔织物基本结构参数和压缩性能的实验研究基础上,结合针织三维成形技术完成了间隔织物的曲面设计,编织了12种不同参数的半球形壳状间隔织物,包括3种总针数、3种余针数和3种隔针距,解决了编织过程中脱散、破洞、漏针、等常见问题,明确了编织参数与织物几何形状的基本关系:余针数影响了半球形空间立体形态,总针数决定了实际球形织物几何大小;总针数、余针数相同时,间隔丝隔针距离的增加能够增加间隔织物的体积、弧长,但形成的球体角度减少。