苎麻纤维具有轻质、高强高模、可生物降解等优点,是制备纤维增强复合材料用的最多的纤维之一。热塑性树脂在浸渍前聚合反应已经完成,其成型加工完全是物理过程,无环境污染。三维正交机织物整体性较好,抗冲击和层间剪切性能优良,是一种理想的增强结构。本论文选用苎麻短纤纱作为增强纤维,热塑性聚乳酸长丝作为基体。首先制备了苎麻／聚乳酸包覆纱,并织造的三维正交机织结构材料,采用热压法制备了苎麻／聚乳酸包覆纱三维正交机织物增强多孔复合材料；最后对复合材料的力学性能进行了实验分析。本论文制备的包覆纱是利用空心锭捻线机将聚乳酸长丝包覆在苎麻短纤纱表面制备而成,该方法可以使树脂在预成型体中分布更加均匀,获得良好的浸润性能。具体研究内容有以下三个部分：首先,对苎麻／聚乳酸包覆纱的工艺参数进行优化,并进一步改进包覆装置,得到聚乳酸长丝在苎麻短纤纱外分部均匀的包覆纱。(1)输出罗拉在6种不同档位参数下的包覆纱形态表明,当RL5为2.14Hz时,包覆纱表面光滑,聚乳酸长丝均匀的分布在苎麻短纤纱表面,且包覆严密。(2)单、双向包覆纱表面形态显示,单向包覆形式可以有效防止外层聚乳酸长丝因摩擦力小而滑动,避免织造过程中经纱与钢筘的摩擦,提高该类复合材料的经向性能。(3)为了使聚乳酸长丝在预成型体中分布更加均匀,并实现良好的浸润。本文对花式捻线机进行改进,即在空心锭顶端加一个聚拢器,使聚乳酸长丝以不小于60。的角度包覆住苎麻纱。(4)与单根聚乳酸长丝包覆苎麻而成的纱线相比,直径较大的聚乳酸长丝能完全覆盖苎麻纱、减少毛羽,且含量较高。有利于织造和预成型体的浸润。因此采用合股的方法将聚乳酸长丝加粗。其次,用包覆纱(234.6tex,苎麻与聚乳酸质量比为5.3：4.7)分别织造了二维平纹机织物和三维正交机织物,采用热压法制备复合材料试样。力学测试结果表明,两种不同预成型体结构的复合材料在厚度接近的情况下,三维正交机织物增强复合材料的拉伸和弯曲强度及模量都优于二维机织物铺层复合材料,破坏模式也有较大差异；在冲击性能方面,三维试样的延性大于二维试样。以上结果表明,苎麻／聚乳酸包覆纱三维正交机织物是一种良好的复合材料增强结构。最后,采用不同聚乳酸含量的包覆纱织造了经密不同的三维正交机织物,热压制成三种不同纤维体积含量和孔隙率的轻质复合材料。试样的纤维体积含量分别为54.5%、47.5%、45.6%。随着包覆纱直径增大,复合材料试样的孔隙率变大,对应的孔隙率分别为17.2%、20.9%、22.4%。表面形态观察可知,三种试样中Z纱都会产生一定的变形,纤维体积含量为45.6%的试样中树脂体积含量最高,试样的树脂浸润性最好。力学性能测试结果表明,试样的拉伸强度和杨氏模量随着空隙含量的增加,即纤维体积含量的降低而升高。纤维体积含量为45.6%的试样的拉伸性能和冲击性能都最好,吸声性能也较好。因此,该包覆纱三维正交机织物增强多孔复合材料具有轻质、力学性能优良的特性。本论文的研究工作为绿色环保、质轻高强复合材料的研发提供了重要的实验基础。