防刺材料的研究现状及展望

总结目前防刺材料的研究现状及发展趋势。论述了防刺服用高性能纤维和织物结构的性能特点,介绍了近年来国内外硬质防刺材料、半硬半软质防刺材料和软质防刺材料的研究现状,分析了各类防刺材料的优缺点及改进方向,并指出了防刺服材料应达到的安全指标。目前防刺材料的发展情况表明:较舒适软质的防刺材料具有较好的发展前景。指出:防刺服材料应在满足其防刺功能的基础上,保证穿着者的服用舒适性及方便灵活性。     

针刺工艺对UHMWPE非织造材料防刺性能的影响

为了研究超高分子量聚乙烯纤维(UHMWPE)针刺非织造材料的结构特征与防刺性的关系,制备了多组不同针刺工艺的样品;测试并分析了样品的孔隙率、纵横向拉伸强力和静态防刺性能,并对孔隙率与静态防刺力进行了回归分析。研究结果表明,UHMWPE针刺非织造材料的孔隙率受针刺深度和针刺密度的影响,并表现出随着针刺深度和针刺密度的增加而逐渐降低;样品在针刺深度5.16~11.17 mm和针刺密度521.91~1 012.63刺/cm2的工艺范围内,防刺能力随着针刺密度和针刺深度的增大而增大。二次方回归方程置信度较高,可用于UHMWPE针刺非织造材料的静态防刺力与平方米质量、孔隙率的关系研究。     

防弹防刺材料的研究与技术发展

防弹防刺材料的研究近年来受到广泛关注。本文以剪切增稠(STF)防弹防刺材料、热塑性树脂基芳纶复合材料片材以及多向超高分子量聚乙烯(UHMWPE)单向层(UD)材料为重点,对其研究动态进行了综述,并分析了其技术特点,探讨了防弹防刺材料的发展方向。     

安全鞋用软质防刺中底研究概况

总结了安全鞋用防刺中底的研究现状,重点介绍了安全鞋用防刺中底的材质,以及安全鞋用软质防刺中底的纤维种类、织物形式等,探究了其防刺机理。分析了安全鞋用软质防刺中底的发展趋势,为安全鞋用防刺中底的进一步研究开发提供参考。     

相同紧度的Kevlar纤维织物与UHMWPE纤维织物的防刺性能对比

分别采用Kevlar纤维纱线、UHMWPE纤维纱线为原料,通过平纹组织,制备Kevlar纤维织物和UHMWPE纤维织物,并对其静态防割性能和动态防刺性能进行测试。结果表明,相同紧度的Kevlar纤维织物的静态防割性能和动态防刺性能均优于UHMWPE纤维织物,两类织物的纬向静态防割性能均优于经向,两类织物对刀具穿刺破坏的响应时间相近。     

防刺服用材料浅析

随着人们对防刺服要求的提高,追求轻便软质的防刺服已经成为主流。防刺材料的开发是提高防刺服防刺性能和穿着舒适性的主要途径。列举了现阶段市场上常用的防刺材料。蚕丝材料由于丝胶的存在,通过固着丝胶的方法可以获得高性能的丝纤维,所以蚕丝作为防刺材料具有可行性。     

树脂成型柔性防刺材料的防刺性能研究

制备了一种树脂成型柔性防刺材料,对多层该防刺材料进行动态穿刺测试,研究单层树脂成型防刺材料和芳纶无纬布的准静态穿刺性能,并把树脂成型柔性防刺材料和芳纶无纬布以不同的方式进行叠加后进行动态穿刺性能测试。结果表明,4层树脂成型柔性防刺材料不具备理想的防刺效果;单层树脂成型柔性防刺材料和15层芳纶无纬布各有其防刺特点;顶部为2层树脂成型柔性防刺材料、中间为15层芳纶无纬布和底部为1层树脂成型柔性防刺材料的三明治叠加方式下制成的防刺材料,其防刺性较好。     

“孚泰”牌UHM WPE纤维的性能与应用

结合超高分子量聚乙烯 (UHMWPE)纤维的结构 ,讨论了“孚泰”牌UHMWPE纤维的性能及其在防弹复合材料、防刺防割制品中的应用 ,分析了该种纤维结构、性能与应用的关系。     

仿生树型超高分子量聚乙烯柔性防刺复合材料制备及其透湿性能

为获得仿生树型结构的超高分子量聚乙烯（UHMWPE）非织造复合材料,采用针刺水刺复合技术制备聚对苯二甲酸乙二醇酯/ 聚酰胺6 中空橘瓣型双组分超细纤维层夹持UHMWPE长丝层的树型柔性防刺复合材料,并对样品形态结构和理化性能进行表征。结果表明：超细纤维以纤维簇的形式在UHMWPE长丝层内形成超细纤维通道,UHMWPE长丝层与两侧超细纤维层在针刺和水刺的冲击作用下紧密缠结成仿生树型结构;针刺密度和针刺深度对透湿率有显著影响, 在针刺密度为274.37 刺/cm2, 针刺深度为7.70 mm 时, 样品透湿率为889.20 g/（m2?24 h）;建立的二次方模型的置信度高,可用于仿生树型UHMWPE柔性防刺复合材料透湿性能的理论分析     

柔性防刺材料的现状与发展

综述国内外柔性防刺材料的研究现状和研究方向。探讨了防刺织物常用的纤维原料、组织结构及后加工方法,为我国柔性防刺材料的深入研究打下14初步基础。     

组织结构对UHMWPE短纤纱织物防刺性能的影响

UHMWPE短纤纱具有优秀的抗切割性与较好的树脂浸润性,非常适用于制作防刺材料。文章试织了12种不同织物规格的试样,进行准静态穿刺实验,探究5种因素(组织、紧度、纱线线密度、经纬密和面密度)对织物防刺性能的影响,并比较不同穿刺角度下织物防刺性能的差异。结果表明:与方平织物与接结双层织物相比,平纹织物的防刺性能最好;同种经纬密或同紧度下,粗特纱织制的平纹织物防刺性能好;随着经密增加,紧度增加,面密度增加,防刺性能逐渐增加,但织物过于紧密时,防刺性能反而降低;平纹织物的穿刺性能具有各向异性,经纬向的防刺性能优于45°方向。     

人造金刚石填充聚酰亚胺树脂基复合材料防刺性能

为研究树脂材料的防刺性能及防刺机制,利用手糊成型与热压法成型制备了手糊分层结构和均布结构层2种结构的人造金刚石填充聚酰亚胺树脂基复合树脂片,并探讨了人造金刚石粒径、填充体积分数对树脂片防刺性能的影响。研究结果表明:经过人造金刚石填充的聚酰亚胺树脂片的防刺性能得到提高,并且均布结构层分层复合结构的树脂片的防刺性能更好;随着人造金刚石粒径的减小,树脂片防刺性能出现先减小后增加的趋势,故防刺机制基本在于碰撞概率与树脂基的防挡;比较防刺力和消耗功发现,不同填充体积分数的单层防刺树脂片的防刺性能随人造金刚石填充体积分数的增加而逐渐降低,该趋势的成因在于复合树脂片的脆化与破坏;在颗粒等效粒径为300 μm、体积分数为10%时,其防刺性能最好。     

UHMWPE非织造材料防刺性能与拉伸、撕裂性能的相关性

非织造材料的防刺性能与拉伸、撕裂性能相关,但是并没有学者对其具体相关性进行探究。为了解具体的相关性,将400 D超高分子量聚乙烯短纤和长丝加工成厚度和面密度不同的5种试样,测得各试样的纵横向拉伸强力、撕裂强力及准静态穿刺力。结论为:防刺性能与抗拉伸性、抗撕裂性成线性相关,相关性系数分别是0.99和0.95。超高分子量聚乙烯纤维非织造材料具有优良的面密度和防刺性能,在一定范围内,材料静态穿刺力随面密度增加而增加,当面密度从100 g/m2增加到150 g/m2时,静态穿刺力提升了近3倍。静态穿刺力与拉伸强度、撕裂强度呈明显的线性关系,其回归方程分别为:y=3.2x-43.48、y=0.015x+5.45。静态穿刺力与拉伸强度的相关系数为:UHMWPE长丝横向为0.985,纵向为0.869;UHMWPE短纤横向为0.974,纵向为0.979。静态穿刺力与撕裂强度相关系数为:UHMWPE长丝横向为0.985,纵向为0.869;UHMWPE短纤横向为0.974,纵向为0.989。     

树脂成型柔性防刺材料空隙率对防刺性能的影响

设计了一种树脂成型柔性防刺服的防刺层结构。通过对三种不同空隙率的防刺层试样进行悬垂性测试、单层防刺层的准静态防刺性能测试和多层防刺层的动态穿刺性能测试,研究了空隙率与材料的柔软性、防穿刺性之间的关系。结果表明:随着空隙率的减小,树脂成型柔性防刺材料的柔软性变差,防穿刺性能提高;空隙率为21.03%的试样能够更好地兼备柔软性和防穿刺性。     

织物增强柔性防刺复合材料的研究进展

为进一步了解警用防刺服用织物增强柔性防刺复合材料,提升现有柔性防护装备的防刺性能水平,以复合材料的柔性基体作为切入点,系统介绍了剪切增稠型、硬质颗粒涂层型和树脂增强型等多种类型的柔性防刺复合材料的结构特点、性能特征及其主要影响因素,并从柔性基体的结构特征出发,总结了织物增强柔性防刺复合材料在防刺机制研究方面的最新进展;最后针对防护装备在穿着灵活性和舒适性方面的不足,提出了整合不同类型柔性防刺复合材料在结构性能特征和防刺机制方面的优势,开发复合型织物增强柔性防刺复合材料的发展方向。     

等离子体处理工艺对UHMWPE纤维拉伸性能的影响

以1 600 D超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维为原料,采用APP-350型常压等离子体混合处理设备对纤维进行表面处理,处理工艺包括电压(150、175、200 V)和时间(60、70、80、90、100、110 s);以水性聚氨酯(PU)、无水乙醇组成树脂体系,与处理前后的UHMWPE纤维复合制成UHMWPE/PU复合材料。利用Instron 3385H型万能材料试验机对处理前后的UHMWPE纤维及复合材料进行拉伸性能测试,重点分析了等离子体处理工艺(电压、时间)对UHMWPE纤维拉伸性能的影响规律。采用KYKY-2800B型SEM观察纤维的微观形貌变化。通过JC2000C型接触角测量仪测试纤维的接触角。结果表明:等离子体处理对UHMWPE纤维表面有明显的刻蚀作用;纤维接触角与拉伸性能均随着电压、时间的增加而下降;等离子体处理的UHMWPE/PU复合材料的拉伸性能明显好于未经处理的复合材料。     

超高分子量聚乙烯纤维在防弹、防刺材料方面的应用

介绍了超高分子量聚乙烯纤维的力学性能和在防弹、防刺材料方面的应用。重点介绍了超高分子量聚乙烯纤维在制造防弹、防刺材料方面的结构形式,以及不同结构形式对防弹、防刺性能的影响。简述了测试超高分子量聚乙烯纤维防弹、防刺材料性能的方法。     

轻薄柔性防刺材料性能测试分析

防刺材料能有效地抵御匕首等常见锐器从各种角度对人体的攻击,使被防护部位不受到刺伤。通过纤维原料的不同优化组合,从防刺性能、柔软舒适和成本综合考虑,主要选用高性能纤维高强高模聚乙烯纤维、对位芳纶1414纤维作为主要原料,采用不同结构的机织物和非织造织物开发不同复合结构的轻薄柔性防刺新材料,并对防刺材料的结构、力学性能和防刺性能进行测试,分析研究不同复合结构对力学性能和防刺性能的影响,以实现防刺材料的升级换代。     

树脂成型柔性防刺材料的设计与优化

利用网板成型工艺制备了树脂成型柔性防刺材料,对作为基布的5种不同规格的涤纶面料进行研究,优选出适用于防刺材料的最佳基布。结果表明:防刺试样基布采用单一组织结构时,中型机织平纹面料作为基布能取得最好的防刺性能;与单一组织结构防刺层相比,采用中型机织平纹防刺层与非织造防刺层叠层制作出的复合试样防刺性能更加优越。     

超高分子量聚乙烯纤维在防弹和防刺材料方面的应用

介绍了超高分子量聚乙烯纤维的力学性能及其在防弹和防刺材料方面的应用,包括超高分子量聚乙烯纤维制造防弹和防刺材料的结构形式、不同结构形式对防弹和防刺性能的影响,以及目前超高分子量聚乙烯纤维防弹和防刺材料性能的测试方法。