芳纶无纬布的制备及其抗弹性能研究

优化了芳纶无纬布的制备工艺,根据弹丸对芳纶无纬布层压板的冲击试验结果,对芳纶无纬布层压板的抗弹机理以及不同芳纶织物结构的抗弹性能进行了研究,同时研究了面密度对无纬布抗弹性能的影响。结果表明:无纬布相对于其它织物结构具有较优的抗弹性能,当无纬布具有较低的面密度时,其层压板的抗弹性能也较好。     

芳纶无纬布产品研究进展

综述了国内外芳纶无纬布制备技术的发展及其原材料芳纶的技术状态,包括美国、日本、欧洲等国家已经产业化的对位芳纶产品的种类,在全球实现商业化生产的间位芳纶和杂环芳纶的生产线情况以及我国逐渐兴起的芳纶生产线技术等。分析了采用芳纶无纬布制备的防弹产品,为抵御不同防弹级别在单层及复合结构上的设计特点,探讨了新一代芳纶无纬布产品采用的新技术与应用的新领域,以及其在功能上的集成与革新,展望了未来芳纶无纬布相关技术的发展趋势。     

芳纶无纬布防刺性能初探

针对目前国内外对芳纶无纬布防刺性能研究较少的情况,以及目前防刺服柔软度较差的事实,从织造芳纶无纬布的水性胶粘剂的胶膜本身耐穿刺性能入手,并对无纬布进行后期处理,开创性地将芳纶无纬布应用于防刺领域。确定水性胶粘剂C具有一定硬度并且与芳纶纤维匹配较好,为防刺用芳纶无纬布的胶粘剂配方;经过后期处理后,通过准静态穿刺性能测定不同胶含量的单层无纬布刺穿力,确定树脂含量为24%～27%时,芳纶无纬布具有最优的刺穿力,此时无纬布面密度为225 g/m~2;通过动态穿刺性能测试确定,将芳纶无纬布叠加至34层(单层面密度为225 g/m~2),加一层4.5 mm厚EVA泡沫(面密度为200 g/m~2)作为缓冲层,其防刺性能在-20℃～55℃范围内均满足GA 68—2008标准的测试要求,此时防护层面密度(含缓冲层)仅为7.85 kg/m~2,且具有较高的柔软度,可任意角度折叠180°。     

芳纶防弹板的研制

以改性丁苯橡胶为基体,以Kevlar(芳纶)织物及无纬布为增强材料,制备了芳纶防弹板。研究了基体和织物结构对Kevlar防弹板抗弹性能的影响,并讨论了弹道冲击破坏机理及V_(50)的表达式。     

芳纶防弹无纬布热熔胶粘剂的研发

对芳纶防弹无纬布用热熔胶进行筛选,优选了橡胶弹性体类胶粘剂作为芳纶防弹无纬布生产用热熔胶,并对该类热熔胶粘剂与传统的丙烯酸酯胶粘剂和聚氨酯胶粘剂在常温、高低温、浸水和耐老化条件下进行了对比试验,结果表明,该热熔胶粘剂中SIS-Kraton D1107胶粘剂防弹等综合性能均明显优于其它胶粘剂,可以作为芳纶防弹无纬布生产用胶粘剂。     

芳纶防弹材料阻燃性能的开发

本课题根据机理分析与对比,优选了一种适用于水性聚氨酯的含磷阻燃剂,并以不同含量的阻燃剂改性胶黏剂体系,制备胶膜与芳纶无纬布,测试力学性能、耐水性及氧指数。结果表明,当含磷阻燃剂A添加量为15%时,改性树脂力学性能得到提升,以其制备的芳纶无纬布的氧指数达到最大值35%,研制出了一种本质阻燃的芳纶无纬布产品,可用于阻燃型防弹产品的生产。     

新型芳纶软质移动防爆墙

通过理论计算进行防护对象的初速度预估,结合弹道冲击试验确定防护层结构,在钢结构仿真模拟论证的基础上开发出新型芳纶软质移动防爆墙。在预估碎片初速度为66 m/s的情况下,确定出合适层数的芳纶无纬布防护结构,并设定可抵抗7级大风环境下的钢结构安装骨架,安装成型的芳纶软质移动防爆墙为实爆试验起到了良好的防护作用。     

芳纶无纬布生产质量的控制研究

通过对卷状芳纶无纬布生产工艺的研究,探究几个关键工艺条件(包括丝束退绕张力、胶粘剂的配方、层压复合的温度、压力及运行速度等)对卷状芳纶无纬布的性能(包括表观性能和防弹性能)的影响,摸索出一组最佳的工艺条件,由此制备的无纬布产品综合性能最优。由此工艺织造成的卷状无纬布防弹芯片通过美国NIJ0101.06测试标准和公安部GA141-2010标准测试,验证了此生产工艺的优越性。     

芳纶机织布混杂芳纶无纬布的防弹性能研究

通过采用不同芳纶机织布组合芳纶无纬布进行实弹打靶测试确定,在控制凹陷方面,CT709相对CT714优势较大;通过机织布放置在不同位置进行实弹打靶测试确定,机织布放置在最前面的防弹效果优于机织布放置在中间的位置;最终确定了4层CT709+21层防弹芳纶无纬布的防弹结构,此结构能抵御NIJ0101.06中ⅢA级别子弹的冲击...     

芳纶无纬布连续化生产工艺方法与研究

本文通过对芳纶无纬布连续化生产工艺方法的研究,探究不同的工艺条件(包括纱架上纤维退绕张力、胶黏剂配方与配比、环境条件)对无纬布性能(包括表观性能、防弹性能等)的影响,探究出一组最佳的工艺条件。连续化生产制备的单向布通过压机复合压制成层叠产品,做成的靶片进行实弹打靶测试,由单向布织造成的防弹芯片通过美国NIJ0101.06测试标准。证明了此工艺生产的产品性能的优异性,为生产出高品质的芳纶无纬布产品打下坚实的基础。     

树脂对芳纶无纬布防弹防刺性能的影响

采用树脂与芳纶无纬布模压的方法,制备了一种具备防弹防刺功能的复合材料,讨论了模压温度、时间、压力等因素对其性能的影响。实验结果表明,以树脂和芳纶无纬布为原料制备的防弹防刺复合材料,其工艺优化条件为：模压时间15～30min,温度125℃,压力2～4MPa。在此条件下,制得的复合材料的防弹防刺综合性能最佳。     

芳纶压板无纬布纤维脱粘问题改进研究

通过红外测试及不同相对湿度下的实验对比,确定了芳纶(对位芳纶)压板无纬布纤维脱粘问题的影响因素。对树脂进行共混改性实验,改善了树脂与纤维的界面相容性,增强了树脂对纤维的粘接性能,并确定改性剂最佳质量分数为26%;为改善树脂对相对湿度的敏感性,对溶剂进行了相应调整;解决了织布过程中脱粘问题,提高了压板无纬布产品的质量。     

芳纶防弹防刺材料研究

研制了满足新标准要求的防弹防刺芳纶无纬布,讨论了树脂含量、石墨烯含量、树脂固含量、靶片层数等对芳纶无纬布防弹防刺性能的影响.试验证明:当树脂B质量分数为9％,石墨烯质量分数为0.8％,树脂固含量为18％～20％时,无纬布防弹与防刺性能最优;且当靶片层数为42层时,产品的性价比最高.     

一种用于防弹头盔的复合材料及其制备方法

正本发明公开了一种用于防弹头盔的复合材料及其制备方法,包括防水层、防火层、芳纶无纬布层和树脂层,所述芳纶无纬布层的质量百分比为50%~70%,所述防水层的质量百分比为10%~30%,所述防火层的质量百分比为10%~40%,所述树脂层的质量百分比为10%~40%,所述防火层为阻燃织物、阻燃化学纤维、阻燃塑料和阻燃     

芳纶骨架材料的开发和生产

介绍芳纶浸胶帘布、芳纶复合浸胶帘布、芳纶防撕裂布和芳纶直经直纬浸胶帆布的特点、生产技术和性能指标。芳纶强度高、变形小，可以通过合理的设计方案和先进的生产技术弥补芳纶断裂伸长率小等导致的缺陷，充分体现其优势，使其作为一种高性能的新型骨架材料逐步得以推广，应用前景光明。     

改性芳纶纬编增强体复合材料力学性能的研究

为探讨芳纶纬编增强体复合材料的力学性能,以对位芳纶为原料,采用LiCl/无水乙醇溶液对芳纶表面进行改性处理,设计并编织1+1满针罗纹和罗纹空气层2种组织织物增强体,以E-51环氧树脂为基体,应用手糊成型技术制备芳纶纬编增强体平板复合材料。采用YG026D型电子织物强力机对制备的芳纶纬编增强体复合平板材料的经纬向拉伸、弯曲、压缩以及层间剪切性能进行测定。结果显示:经LiCl/无水乙醇络合溶液处理的芳纶纬编增强体复合材料的各项力学性能均有所提高,且经向的各项力学性能优于纬向。在拉伸、弯曲性能方面,罗纹空气层芳纶纬编增强体平板复合材料优于1+1满针罗纹芳纶纬编增强体复合材料。     

超高分子量聚乙烯无纬布准静态材料力学性能研究

超高分子量聚乙烯(UHMWPE)无纬布是制作软质防弹衣的主要材料。首先通过实验研究了UHMWPE无纬布在准静态载荷下的拉伸、面内剪切和冲压式剪切特性。实验表明,UHMWPE无纬布在准静态拉伸过程中发生突然的脆性断裂,拉伸强度约为641MPa;面内剪切实验中试件的力-位移曲线呈现明显的非线性,材料在受力方向发生了塑性强化,试件的主要失效形式为基体的剪切破坏,失效后纤维夹角从90°减小到74°;设计制造了一套用于测量UHMWPE无纬布沿厚度方向剪切强度的夹具,实验得到该型无纬布的剪切强度约为168MPa。随后采用壳单元建立对应的有限元模型,对拉伸实验和冲压式剪切实验过程进行数值模拟。拉伸数值结果在最大拉力、拉伸强度和失效应变等指标上与实验结果较一致,并给出了拉伸过程中试件中的应力分布情况;冲压式剪切数值结果给出了剪切失效部位每层单元的应力变化情况。     

输送带用纤维骨架材料细观力学性能研究

应用ANSYS有限元分析软件,对以三元乙丙橡胶为橡胶基体层、芳纶纤维为织物骨架层的输送带进行细观力学性能研究。建立了平纹机织、斜纹机织和直经直纬机织3种结构的有限元模型,对比分析了不同机织方式对骨架材料的等效应力分布、应力-应变曲线、有效模量及模量保持率等性能的影响。结果表明,相比于平纹机织和斜纹机织结构,直经直纬机织结构的应力集中问题得到较大改善,力学性能优异,更适合作为高强度输送带骨架材料的织物结构。模拟计算结果与试验结果吻合较好,证明了本研究模型的可靠性。     

防弹无纬布复合材料的现状

本文简要介绍了个体防护用无纬布(UD)复合材料的防弹机理、成型工艺,着重对国内外防弹无纬布的产品规格、材料结构、防弹性能等方面进行了对比研究.通过分析,目前国内无纬布产品与国外仍有较大差距,国内企业应提高自主创新能力,缩小与国外产品差距.     

改性胶粘剂对芳纶单向布防弹性能的影响

通过物理共混的方法,将固化剂及消泡剂加入到丙烯酸酯胶粘剂中,从而改善丙烯酸酯胶粘剂压合的单向（UD）芳纶布表面粘手及不平整的问题,并利用电子拉力实验机对无纬布进行力学性能测试。研究表明,固化剂的添加可明显提高UD布的粘结强度,并且UD布的表面不粘手;消泡剂的添加能够明显改善UD布的表观质量,UD布表面平整和无气泡;添加固化剂可提高UD布的力学性能,同时还可提高了材料的防弹性能,子弹穿透层数减少,UD布的平均弹坑凹陷深度明显降低,减少了对人体造成的钝伤。