多轴向经编织物的防刺性能

 为了研究多轴向经编织物的防刺性能,实验选用了不同规格的多轴向经编织物进行准静态防刺性能测试,通过对实验结果的分析研究了多轴向经编织物的结构参数对防刺性能的影响,以及多轴向经编织物的防刺特性;并且通过SEM观察多轴向经编织物在穿刺时织物断裂口纤维的截面形貌,分析了多轴向经编织物在防刺过程中的能量吸收机理。结果表明织物的体积质量与最大穿刺力存在正相关关系,体积质量增加,织物的最大穿刺力增大;而且提高经编多轴向织物的表面紧密度,有利于提高织物的防刺性能。在多轴向经编织物中使用较细的纱线编织而成的四轴向织物的防刺性能最佳,能够很好地吸收穿刺能量,抵抗刀刃切割。     

芳纶/不锈钢长丝包芯纱织物的制备及其防刺性能

为开发低成本的柔性可穿戴防刺材料,选用线密度为48.2tex的高性能芳纶1414短纤纱线和直径为0.06 mm的304不锈钢长丝,采用包芯纱工艺纺制芳纶/不锈钢长丝包芯、纱,优化纺纱工艺参数,得出最佳纱线包绕数,并用该纱线制备出具有防刺性能的织物。对纱线的力学性能和织物防刺性能进行测试,改变织物叠层数,探讨叠层数对织物防刺性能的影响。研究结果表明:当纱线的包缠捻度为200捻/m左右时,纱线的断裂强度为77.99 c N/tex,有害毛羽指数为90.42,可满足后续织物的织造;平纹织物的刀刺和锥刺性能与织物叠层数呈正相关线性关系。锥刺和刀刺的刺入原理不同,锥刺的破环机制是纱线滑移,刀刺的破坏机制是纱线切割断裂。     

经编间隔织物防刺行为的数值模拟

鉴于穿刺过程中力学性能的复杂性,为研究经编间隔织物的防刺机制,利用准静态防刺性能实验观察经编间隔织物的防刺行为 和破坏特征,并结合有限元模型模拟了穿刺过程中间隔层结构的变形形态以及空刺力变化。结果表明：在防刺时经编间隔织物现时有线圈的拉伸变形、剪切变形和间隔层的压缩变形,并分主次抵御刀具的穿刺;模拟计算得到的织物变形特征和穿刺力变化与实验值基本一致,可为设计柔性防刺产品提供参考。     

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。     

芳纶针织物的防刺性能

以芳纶纤维为原料,编织了纬平针组织、畦编组织、罗纹组织织物,采用自制的滚筒记录式织物防刺性能测试仪,测试了穿刺过程中的冲击时间、冲击位移、刺穿深度等参数,研究了织物结构对芳纶针织物防刺性能的影响。结果表明:罗纹组织具有较好的防刺破性能;多层织物测试时试样的叠放次序对防刺效果有影响,2层以上的罗纹织物或其他结构的多层织物叠加后可满足相应标准规定的防刺要求;在防刺测试曲线中直线段的斜率可反映出防刺性能的优劣。将针织物自身的柔性和芳纶针织物的防刺性能结合起来,扩大了防刺织物的范围。     

经编防刺织物的结构与性能

针对目前国内外对经编防刺针织物研究较少的情况,从织物防刺机制角度分析经编针织物的防刺可行性.测试了经编针织物和机织物的防刺性能,并对实验结果进行分析,得出经编针织物的结构参数如延展线的长度、织物密度,刺入面和刀具刺入角度等与防刺性能之间的关系.在此基础上,对经编针织物和机织物的防刺性能进行了对比.结果表明,在穿刺力和纱...     

剪切增稠液对不同结构芳纶织物防刺性能的影响

为实现防刺服的轻量化以提高可穿戴性,用剪切增稠液 (STF) 浸渍不同结构的芳纶织物制备柔性防刺材料,探究织物结构对STF/芳纶复合织物防刺性能的影响。借助流变仪、扫描电子显微镜、万能强力仪对STF的流变性及STF/芳纶复合织物的形貌、纱线抽拔力、准静态锥刺和刀刺性能进行表征。结果表明:STF的流变性能随着分散相质量分数的增加而明显增强;经STF浸渍后各织物的防刺性能都有明显提升,经纬密度较大的平纹织物表现出较优的抗锥和抗刀刺性能,其中最大抗锥刺和抗刀刺力分别为993.75 N和687.50 N;STF的剪切增稠作用能有效提高纤维间的摩擦从而限制纱线滑移,且随着织物交织点数增多,纱线间摩擦力增大;斜纹复合织物的刀刺性能提升最为明显,提升了387%,因为斜纹织物较长的浮长线能有效抵抗刀刃的切割作用。     

涤纶与芳纶及超高分子量聚乙烯纤维复合纱防刺织物的制备及其性能

为降低高性能纤维防刺织物的成本,改善产品的舒适性,通过将芳纶、超高分子量聚乙烯纤维与涤纶进行复合纺纱并制备防刺织物,测试分析了复合纱线基织物以及铺叠层数等对其静态防刺、透气和透湿性能的影响.结果表明:织物穿刺载荷随着面密度的增加而增加,复合纱中引入涤纶可保持或提高织物的防穿刺性能;增加复合纱线织物堆叠层数,织物刺破载荷...     

蚕丝防刺材料的研究

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。本文选取蚕丝作防刺材料，通过自制的防刺试验设备，对自制的蚕丝无纺布的防刺性能进行了测试，并绘制出了试验刀具在穿刺过程中的动能和受力变化曲线，通过观察曲线探讨了无纺布的防刺机理。     

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。     

仿生鳞片针织结构自供能传感织物的制备及其性能

为研究仿生鳞片针织结构自供能传感织物结构对其性能的影响,利用针织成形工艺将锦纶纱线、聚四氟乙烯纱线及镀银锦纶纱线设计并制备三维仿生鳞片针织结构,形成基于仿生鳞片针织结构的自供能传感织物,并对其性能进行研究。结果表明：该仿生鳞片针织结构自供能传感织物可大规模织造,其电学输出性能受鳞片与间隔部分接触面积的影响,可通过调节纵向间隔来调控其电学性能;织物的各向异性与鳞片的纵向间隔及排列方式有关,小纵向间隔、叠瓦状排列方式下的应变强化特征明显,可提供较强的支撑性;该自供能传感织物保持织物内在舒适性的同时,兼具智能性与功能性,满足柔性与防护性需求。     

碳化硅/聚氨酯涂层织物的制备及其防刺性能北大核心

利用热塑性聚氨酯(TPU)和碳化硅(SiC)涂覆芳纶织物,制备具有良好柔韧性和抗刺穿性能的防刺织物。测试了织物的刚柔性、层间剥离性能和准静态穿刺性能,探讨碳化硅含量、粒径大小对涂层织物防刺性能的影响。结果表明:添加碳化硅颗粒后的涂层溶液能够进一步提高织物的防刺性能,而且柔韧性下降较小;当碳化硅粒径相同时,涂层织物的防刺性能随着添加量的增加先增大后减小,当30 nm碳化硅质量分数为1%,或80 nm碳化硅质量分数为3%时,涂层织物有较好的防刺性能。     

高强防切割手套的研发

针对市场上手套防切割性差、耐磨性弱的缺点,以高强聚乙烯、锦纶、氨纶为原料研发出一种高强防切割手套。详细阐述手套原料选择要求、防切割纱线结构要求,编织工艺,并通过组合优化编织了3种结构的高强防切割手套。对手套的防切割性测试分析,结果表明,与普通手套相比,3种结构的手套都具有良好的防切割性,其中包覆纱编织的手套性能最佳,适用于对手部操作要求高且容易受机械损伤的从业人员。     

纬编复合防刺织物的防刺性能研究

详细介绍纬编复合防刺织物的设计理念、设计方法、防刺性能测试及防刺性能研究。结果表明,单一的传统纬编织物、纬编双轴向织物、机织物以及无纺布等均可用于防刺织物,但经过复合设计之后,不但可以充分利用各种结构织物的性能优势,而且其防刺性能也得到有效提高,同时减轻产品质量。     

山羊绒纤维防毡缩处理后起毛起球性能的变化

介绍了防毡缩和起毛起球的机理,从鳞片结构、物理机械性、毡缩性等方面分析了防毡缩处理后山羊绒纤维及其纱线的结构性能变化,阐述了防毡缩处理对山羊绒织物起毛起球性能的改善,并利用起球箱法测试防毡缩处理后织物的抗起毛起球等级,比较了防毡缩处理前后织物的表面形态。综合得出,山羊绒针织物防毡缩处理后,虽使纤维长度、强力等结构性能略有损伤,但可以改善织物起毛起球性能,提高抗起毛起球等级到4级,保持织物尺寸稳定性,实现机可洗。     

多轴向经编织物的防刺性能

为研究多轴向经编织物的防刺性能，选用了不同规格的多轴向经编织物进行准静态防刺性能测试，分析多轴向经编织物的结构参数对防刺性能的影响，以及多轴向经编织物的防刺特性。且通过SEM观察多轴向经编织物在穿刺时织物断裂口纤维的截面形貌，探讨多轴向经编织物在防刺过程中的能量吸收机制。     

剪切增稠液浸渍超高分子量聚乙烯织物的防锥刺性能

为提升超高分子量聚乙烯织物的防锥刺性能,采用剪切增稠液对织物进行浸渍复合,制备了柔性液体防 护材料。采用落锤实验测试了不同密度的超高分子量聚乙烯织物及与剪切增稠液复合后织物的防锥刺性能,研究了不同质量分数剪切增稠液的流变性能和浸渍后织物的纱线抽拔性能,并分析了织物复合后的增强机制。实验结果表明：剪切增稠液的增稠效果随着分散相质量分数的增加而增强,剪切增稠液浸渍后织物的纱线抽拔力提高了3.1倍,经剪切增稠液浸渍的织物具有更好的防锥刺效果。剪切增稠液显著提高了纱线的摩擦力,并限制纱线滑移,从而具有更好的防锥刺效果。     

柔性个体防护材料抗穿刺性能的试验研究

以防刺材料的测试标准介绍测试仪器、试验参数及样品结构选择,分析柔性防刺服的防刺机理和性能。结果表明,一定范围内增加材料厚度是提高柔性防刺服防刺性能的有效途径;混合结构的柔性复合防刺服能达到较为理想的防刺效果。试验中验证的这类复合结构包括纬编轴向衬纱(MBWK)织物与纬平针织物混合制作而成的防刺织物;单一结构织物复合材料的防刺性能比复合结构材料的差。     

芳纶纤维衬纬结构纬编织物的防刺性能

为进一步拓展针织结构材料在防刺领域的应用,通过电脑横机制备了一系列纬编衬纬织物,研究衬纬纱、地组织、纱线捻度和多层织物的叠层方式对纬编衬纬织物准静态防刺性能的影响。结果表明：当无捻AF-1作地纱,无捻AF-2作衬纬纱,1+1双罗纹组织作地组织时,纬编衬纬织物具有最佳的准静态防刺性能。采用叠层方式Ⅲ可以赋予多层织物系统相对更高、更均衡的多向防护性能,最适合应用于实际。为针织防刺织物的结构优化设计提供参考。     

织物的防刺机制及刀具形状对防刺性能的影响

为研究高强织物抵御刀具刺破的机制,从力学角度分析了在刀具穿刺过程中织物的受力变化及刀具的能量转化,并结合超高分子质量聚乙烯纤维防刺材料的静态穿刺与动态穿刺实验,验证了刀具的瞬时冲击力及动能转化的理论分析。计算结果显示：在冲刺动能为24 J、刺入角度为0°条件下,对织物产生的瞬时冲击力可达1 811.85 N,对织物的瞬时压强为7.49×108 Pa,此二者是导致织物受损的主要因素;刀具刺入过程中产生的动能除克服织物的弹性外,还有部分能量因摩擦转化为热能,该热能至少可使织物升温100 ℃,但具体转化率还有待研究;此外,不同刀具形状对织物的破坏机制有所不同,并直接影响破口形态和穿刺深度,相同条件下,双刃刀刺入最深,其次是单刃刀和锥。