随着经济迅速发展和生活水平的不断提高,越来越多的领域需要缓冲材料,也更注重材料的轻便性、舒适性和力学性能。传统的缓冲材料一般用天然材料制成,如动物皮革、纤维植物编织物等,转向人造材料,如海绵、合成橡胶、热塑性弹性体等。纺织领域中的间隔织物由上、下两层织物和中间层组成了三维立体结构,使其具有良好的压缩形变性能、回弹性能和透气性,能够吸收冲击能量和缓解人体压力,但是轻薄间隔织物承受压力和吸收能量的能力有限,直接作为鞋垫时将一直处于压缩状态,缓压性能降低。因此可以将间隔织物与其他弹性材料复合制备出新型柔性缓冲材料。这种材料不仅可以应用在鞋垫中,也可以应用在防护领域,如头盔、护膝等,且更加环保。为制备具有良好抗压、抗冲击性能的柔性缓冲材料,本课题选取了5种原料相同、组织结构参数不同的经编间隔织物作为柔性缓冲材料的增强体,并选用室温硫化硅橡胶和天然乳胶作为填料与间隔织物复合制备出新型柔性缓冲材料,在鞋垫和防护领域具有较大的理论和实用价值。为此本论文研究内容和结论如下:1、测试了5种经编间隔织物基本结构参数和物理性能,讨论了结构参数对其物理性能的影响。探究了经编间隔织物的压缩性能和低速冲击性能与间隔丝排列密度、间隔丝直径、间隔丝倾斜角度等因素的相关性。2、分析对比室温硫化硅橡胶原液与固化后的红外光谱图,说明硅橡胶加入催化剂后发生了脱醇缩合反应产生固化,且固化时间与催化剂用量有关,4%为最佳用量。通过红外光谱分析天然乳胶,探知其主要成分是聚异戊二烯大分子链,还含有蛋白质、类脂类化合物等。在自然状态下,天然乳胶中的微生物经过不断地繁殖,释放出具有挥发性的乙酸、丙酸等脂肪酸使天然乳胶逐渐凝固成柔性体。3、使用扫描电镜观察两种填料制备的填充率为30%、50%、70%和100%的柔性缓冲材料的截面图,发现两种填料不同填充率下分布情况基本一致,截面填充空间率基本与制备复合材料的填充率相匹配。以此推断通过公式计算填料的使用量来预测所需要填充率可行。4、通过对柔性缓冲材料采用15 mm/min的速度进行压缩性能测试,对数据进行绘图分析探讨填充率和压缩率对柔性缓冲材料抗压性能的影响。结果表明,填充率越大柔性缓冲材料抗压性能越好;压缩率越大柔性缓冲材料压缩曲线斜率越大。将最大压缩载荷-填充率的数据进行拟合,根据拟合方程推测不同填充率柔性缓冲材料所能承受的最大载荷值。采用多元线性回归分析法对经编间隔织物结构参数与其制备的柔性缓冲材料的压缩性能进行分析。发现经编间隔织物的结构参数对其制备的天然乳胶填充柔性缓冲材料的抗压性能影响会受到填充率的影响。通过绘制两种柔性缓冲材料压缩性能三维插值图,根据插值预测,若选用硅橡胶作为填料,可选用三维插值图中高亮区处的填充率;若选用天然乳胶作为填料,则选用三维插值图中浅蓝色区域的填充率。5、柔性缓冲材料通过冲击速度为1 m/s的低速冲击实验和绘图分析,探讨填充率对柔性缓冲材料抗冲击和能量吸收的影响。结果表明,填充率越大柔性缓冲材料的最大冲击载荷越小,反弹能量越大,随着填充率的增加其缓冲性能越好。采用多元线性回归分析法分析了经编间隔织物结构参数与柔性缓冲材料低速冲击性能的关系,发现其具有显著的相关性。分析两种柔性缓冲材料填充率-厚度-冲击载荷三维插值图,表明织物厚度对于硅橡胶填充柔性缓冲材料的缓冲性能影响较大;填充率对天然乳胶填充柔性缓冲材料的缓冲性能影响较大。综合分析,硅橡胶作为填料复合材料的缓冲性能较好且填料用量较低,生产成本较低。6、使用MATLAB对两种柔性缓冲材料的压缩数据和低速冲击数据的相关性采用皮尔逊系数进行假设检验。结果表明,硅橡胶柔性缓冲材料的压缩性能与冲击性能不具有相关性,天然乳胶柔性缓冲材料的压缩性能与冲击性能具有较好的相关性。本课题的研究能够作为制备柔性缓冲材料的良好示范,为柔性缓冲材料的生产制造和应用提供理论和实际指导。