剪切增稠液体对织物防刺性能的影响

制备了剪切增稠液体(STF)并对其稳态和动态流变性能进行了研究,发现体系具有明显的剪切增稠现象,用粒子簇生成机理能较好地解释这种现象。为降低成本,暂选用普通玻纤织物作为载体,制备出STF-玻纤织物,并将其和纯玻纤织物进行准静态防刺试验。结果表明在面密度相同的情况下,剪切增稠液体的使用能有效提高玻纤织物的防刺性能,使其顶破强力比未处理时高28.14%。     

复配型剪切增稠液体对非织造织物防刺性能的影响

引入"复配"的概念,制备出不同复配方式的剪切增稠液体(STF),并将该复配型STF对超高分子量无纺布进行处理,通过对STF无纺布的复合材料进行扫描电镜形貌分析以及静态防刺实验,来对复合织物的防刺性能进行研究。主要阐述了不同分子量分散介质(PEG200、PEG600)复配后的剪切增稠液与无纺布织物复合后对复合材料防刺性能的影响,发现采用不同分子量分散介质较单一分子量分散介质的STF无纺布复合织物的防刺性能好,采用复配分散介质的方式对剪切增稠液体在防刺效果上有一定程度的改善作用,在同等单位质量的情况下,此复配方式可将复合材料的防刺性能提高7.13%。     

STF/UHMWPE柔性防刺复合材料制备工艺

通过将具有显著剪切增稠效果的剪切增稠液体(STF)与超高分子量聚乙烯(UHMWPE)进行复合制备得到柔性防刺复合材料。通过对STF/UHMWPE的复合材料进行扫描电镜形貌分析以及静态防刺实验,来研究该复合材料的防刺性能及其机理。重点研究不同稀释剂、稀释比对复合材料防刺性能的影响。研究结果发现,对于UHMWPE织物而言,在面密度相同下,水作为稀释剂的效果更优,当其稀释比为1∶2时防刺性能提高幅度最大,其顶破强力比未处理的提高了50.94%。     

含铁剪切增稠流体含浸芳纶复合织物防刺及电磁屏蔽性能研究

为满足屏蔽电磁波干扰的防刺服需求,利用超声波振荡法将分散相粒径为100nm的SiO_2与聚乙二醇(PEG)200配制成剪切增稠液体(STF),利用浸渍法制成STF/芳纶复合织物。在SiO_2质量分数为15%的STF中加入平均粒径为2.75m的Fe粉,制成铁粉质量分数分别为5%、10%、15%和18%的STF-Fe非牛顿流体,研究了SiO_2含量以及Fe粉固含量对复合织物防刺性能以及STF-Fe分散体系对电磁屏蔽的影响。结果表明,复合织物的防刺效果随着SiO_2、Fe含量的增加而增强。SiO_2质量分数大于15%时,复合织物的刀刺载荷明显提高。STF-Fe分散体系可以显著提高芳纶织物的刀刺性能,但效果不如STF。随着SiO_2含量的增加,STF/芳纶复合材料的防刺效果明显提高;在SiO_2质量分数为15%的条件下,随着Fe含量的增加,STF-Fe/芳纶复合织物的锥刺性能明显提高。当STF-Fe分散体系中Fe质量分数达到40%时,电磁屏蔽率可达到90%~99.9%。     

剪切增稠流体增强尼龙纤维织物的防刺性能

研究了SiO2/PEG剪切增稠流体对尼龙纤维织物防刺性能的影响.研究结果表明,固相体积分数为10％的SiO2/PEG 400分散体系,具有典型的剪切增稠特性.经过SiO2/PEG 400剪切增稠流体处理的复合防刺纤维织物的防刺性能优于普通尼龙纤维织物.对纤维织物的显微损伤机制的研究表明,剪切增稠流体使尼龙纤维实现强化粘...     

浸轧压力对STF-Kevlar织物高速冲击性能影响研究

为研究浸轧压力对剪切增稠液体(STF)增强Kevlar织物高速冲击性能的影响,分别采用50 kPa, 100kPa, 200kPa的压力浸轧STF-Kevlar织物,并使用钛合金模拟叶片弹体开展打靶试验。研究结果表明:STF表现出明显的剪切增稠现象,增稠范围为169~1 500 s^-1,增稠比为56.4;Kevlar织物浸渍STF后,二氧化硅(SiO₂)纳米粒子均匀附着在纤维表面;浸轧压力的增加使STF-Kevlar织物的质量增加率降低;STF-Kevlar织物的能量吸收较纯Kevlar织物高29.4%,但其弹道性能指数(BPI)低于纯Kevlar;浸轧后STF-Kevlar织物的能量吸收高于纯Kevlar织物,但低于未浸轧STF-Kevlar织物;在100 kPa的浸轧压力下,STF-Kevlar织物的单位面密度吸收的能量最高;STF-Kevlar织物能量吸收的变化趋势与织物极限变形高度的变化一致。     

纳米材料在防弹衣上的应用

简单介绍防弹衣的重要性以及防弹衣材料的发展历程;阐述了剪切增稠液体（STF）特点以及STF—Kevlar织物的制备方法、防护机理;并指出其应用发展方向。     

剪切增稠液复合三维织物抗高速冲击性能的研究

制备剪切增稠液,通过透射电镜图观察分散相粒子在STF系中的形貌结构和分散状况,利用稳态流变测试来分析STF的流变性能和剪切增稠机理。将STF与UHMWPE三维织物在一定工艺条件下复合,得到STF复合三维织物,分析纯UD布靶样、UD布结合三维织物靶样、UD布结合STF复合三维织物靶样的高速冲击性能。实验结果表明,STF能够有效地增强三维织物的高速冲击性能。     

剪切增稠液体的制备及其性能表征

研制了一种新型功能材料——剪切增稠液体（Shear thickening fluid，即STF）。采用溶胶凝胶方法制备纳米二氧化硅作为分散相，极性溶剂作为分散介质。用流变仪测量了二氧化硅质量分数分别为30％、40％、50％、60％和70％的体系稳态和动态粘度曲线，结果表明，在低剪切速率下，出现剪切变稀现象，在高剪切速率下，出现剪切增稠现象。从实验角度证明了剪切增稠的可逆性。并对不同固相含量的剪切增稠液体的性能进行了分析比较。     

SiO2粉体粒径对Kevlar/STF复合材料防刺性能的影响

采用自制的不同粒径的SiO2粉体,利用球磨分散技术配制具有剪切增稠特性的SiO2/PEG200悬浮液流体(STF),并利用静态浸渍方法制备Kevlar/STF复合材料,研究了粉体粒径对流体体系流变性能和复合材料防刺性能的影响。结果表明,不同粒径SiO2粉体配制的悬浮液均具有明显的剪切增稠性能,当SiO2粉体质量分数相同时,流体体系的起始黏度、临界剪切速率、最大黏度均随着粒径的增大而减小。16层Kevlar/STF试样能防住24.0J锥体冲击,远远优于相同面密度的纯Kevlar试样,随着粒径的增加试样防锥刺性能提高。刀体冲击能量为13.0J时,Kevlar/STF试样的防刀刺性能优于相同面密度的纯Kevlar试样,随着粒径的增大试样被刺穿深度减小,主要表现为剪切断裂破坏。