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...     

仿鳞片结构织物的制备及其防刺性能

针对目前防刺服层数多、柔韧性差等问题，利用针织横编技术成型能力优异的特点，克服高性能纱线编织复杂结构难的问题，以超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纱线为基础，编织了一种类似于穿山甲重叠鳞片结构的仿生鳞片织物，并探索其成形原理。通过准静态穿刺实验研究了不同穿刺位置、方向、鳞片大小、穿刺刀具对鳞片织物防刺性能的影响，利用光学显微镜和扫描电子显微镜观察织物的损伤形貌，并分析鳞片织物的防刺机制。结果表明：鳞片织物成形的主要原理是鳞片连接处线圈的收缩及前、后针床的单独编织；增加刀刃处可切割的线圈数量可有效提升鳞片织物的防刺性能；鳞片织物在2种刀具下的穿刺过程存在差异，其损伤行为主要包括纱线的切割断裂失效及拉伸断裂失效。     

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。     

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。     

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。     

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。     

织物表面防刺割树脂片形状的确定

为选出最佳的树脂片几何形状以提高材料防刺性能,采用CAD对规则排列面积相同的正方形、等边三角形、正六边形和圆形四种树脂片进行作图分析,并通过理论计算比较树脂片之间的空隙宽度和空隙面积。空隙宽度和空隙面积越小,刀具越难刺入,此种形状的树脂片的防刺能力越好。研究结果表明：对紧密相切排列的的正方形、等边三角形、正六边形和圆形而言,正方形、等边三角形和圆形会使树脂片之间产生直线行列,刀具很容易穿过直线行列伤害人体;对规则排列、树脂片间留有空隙的多边形和圆形而言,当空隙率一定且树脂片面积相同时,正六边形树脂片之间的空隙宽度更窄,空隙面积更小,刀具更难刺入,即正六边形的树脂片有利于提高材料的防刺性能。     

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。     

水刺非织造工艺中射流冲击理论的分析

提出水刺非织造工艺中水射流对织物的冲击理论 ,分析水射流对织物的冲击力 ,给出水刺的能量公式 ,并进一步分析了水射流对织物或纤网冲击力及水刺能量影响因素。     

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。     

芳纶纱罗织物的织造及防刺性能研究

通过改造电脑织样机来织造芳纶纱罗织物并对绞纱组织的开口循环进行了详细分析。进而测试芳纶纱罗组织不同点的防刺性能,阐述了钉状物刺入纱罗组织不同点的防刺机理。然后将芳纶纱罗织物与芳纶平纹的防刺性能进行对比测试分析。结果表明,芳纶纱罗织物的防刺性能优于芳纶平纹,更适用于防刺复合织物基布以提高织物的防刺性能。     

STF针织复合防刺层的性能优化探讨

以采用超高分子量聚乙烯纤维制作的抗剪切增稠针织物(STF)、纬平针织物和聚丙烯非织造织物复合而成的防刺层为研究对象,从织物的铺层角度和复合比例出发,探讨优化STF针织复合防刺层的防刺性能的方法。实验结果表明,STF织物层和纬平针织物层间的铺层角度均为135°时,抗穿刺性能最强;STF织物、非织造织物和纬平针织物的层数比例依次为1∶3∶2时,STF针织复合防刺层的综合性能最佳。     

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。     

二维织物冲击响应模拟计算与分析

为说明织物在弹体冲击过程中的抗冲击能力,运用有限元软件ABAQUS模拟分析的方法,考察一种典型二维芳纶织物的抗冲击性能。绘制并分析弹体的速度曲线、能量变化曲线、应力在织物中的传播以及弹体冲击织物的过程,揭示这种织物抵抗冲击的性能与行为。二维织物在不足以将其击穿的弹体的冲击作用下,整个冲击过程被分为2个阶段,且冲击过程中主要发生系统动能与内能的相互转化。所作研究为防冲击织物的设计提供了一种有效的预测方法,同时也可将其扩展应用于其它结构材料的防冲击分析。     

改性芳纶与环氧树脂复合体的制备及其防刺性能

为提升芳纶织物的防穿刺效果,采用氧等离子体表面处理技术改性的芳纶1414织物与环氧树脂复合制备环氧芳纶复合体。分析了等离子体处理对织物功能改性的影响,研究了环氧树脂涂覆织物后复合体的防刺性能。结果表明:采用氧等离子体处理,在处理功率为600 W、处理18 min时,织物表面纤维刻蚀明显,含氧基团增多,润湿性提高,但织物拉伸强度有所下降;当环氧树脂涂覆在等离子体改性后的芳纶织物上,树脂中环氧基团与芳纶中含氧活性基团键合牢固,复合体黏结强度较好,拉伸强度较未经处理的芳纶织物增加了7.89%,复合体防穿刺效果较普通芳纶1414织物提升显著,且多层组合结构的防刺效果更优异。     

Stab resistance and thermophysiological comfort properties of boron carbide coated aramid and ballistic nylon fabrics

This research presents the stab resistance and thermo-physiological comfort properties of the fabrics prepared from high-performance fibres of aramid (i.e. Kevlar®) and ballistic nylon. The fabric samples were coated with boron carbide to improve the stab resistance properties. The quasistatic stab tests were performed using NIJ 0115.00 standard knife (P1) on the Instron tensile testing machine. The thermo-physiological comfort properties of the fabric samples were evaluated by measuring the air permeability, water-vapour resistance and thermal resistance. It was observed that the application of the coating significantly increased the stab resistance properties of the fabrics. Furthermore, the air permeability was significantly reduced; whereas, the water-vapour resistance and thermal resistance were significantly increased with the application of coating. Hence, the coated fabrics will have to compromise the comfort aspects to achieve the desired protection level, which is the prime requirement for the stab resistant textile materials.