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2024-04-12 09:50:35
防刺服是人體抵御刀具等尖銳器具襲擊的防護裝備,通??梢苑譃橛操|防刺服、半硬質防刺服及柔性防刺服 3 類。我國GA 68 — 2019《警用防刺服》標準要求防刺服不能使穿著者雙臂的自由運動及人體的跪、跳、蹲、俯仰、轉體等動作受到限制,且A類防刺服的重量不能超過2.8 kg。這要求防刺服需要兼具防刺、穿戴柔性與輕質等特點。以 輕質柔性織物為基礎的防刺材料成為了當下的研究熱點。
以碳纖維、芳綸等高性能纖維為原料制成的紡織基柔性防刺材料主要包括純織物結構的防刺材料、織物表面涂覆硬質粒子的防刺材料、織物與剪切增稠液復合結構防刺材料及織物固著硬質樹脂防刺材料等。
純織物結構防刺材料
將高性能纖維制成的機織物、針織物或非織造布,通過相同或不同織造結構的織物多層復合鋪疊可制成純織物結構防刺材料。孔祥勇研究了超高分子量聚乙烯經編間隔織物的防刺性能,結果表明單一間隔織物達不到動態(tài)穿刺測試要求,增加間隔織物的密度與厚度可以改善織物的防刺性能。由于柔性織物內部布滿孔隙,使得尖銳物能夠輕易透過孔隙刺入材料,為了具備標準要求的防刺性能,純紡織結構的防刺材料通常需疊加幾十層的織物,導致材料的厚度大大增加,材料柔性降低,克重無法達到合適的結果。
織物表面涂覆硬質粒子防刺材料
部分研究嘗試將硬質粒子如碳化硅(SiC)、二氧化硅(SiO2)等涂覆于織物表面,增加材料對刀具的摩擦和阻力,耗散刀具的沖擊能量。王新厚等將不同粒徑的SiC硬質顆粒分別通過單面雙層和雙面單層的方式涂覆在滌綸平紋布表面制成柔性防刺材料,并探究了材料的防刺性能。結果表明,粒徑為180 μm的SiC粒子采用單面雙層涂覆方式形成的復合材料防刺性能較佳。織物表面涂覆硬質粒子能夠改善材料抵御刀尖刺入的效果,但是硬質粒子的涂覆增加了材料克重,同時降低了材料柔性。
織物-剪切增稠液復合結構防刺材料
剪切增稠液是一種能在動態(tài)沖擊下從液態(tài)變成固態(tài),靜態(tài)狀態(tài)下又能恢復液態(tài)的材料,將剪切增稠液與織物復合能增加材料的抗剪切性能,提高防刺效果。陸振乾等將剪切增稠液壓軋于超高分子量聚乙烯織物,增加了紗線之間的摩擦力和防護阻力,減少了紗線因滑移產生的開窗效應,同時能夠使織物成為一個整體,更易傳遞沖擊能量,耗散錐刺的沖擊動能。
織物中添加剪切增稠液能夠改善復合結構的防刺性能,但剪切增稠液具有較強的流動性,如何讓剪切增稠液均勻分布及材料的保存仍是一個未解決的問題,且剪切增稠液會降低材料的透氣性,增加材料的面密度,對材料的使用舒適性產生一定的負面影響。
織物樹脂復合結構防刺材料
硬質材料能夠高效地抵御刀尖刺入,塊狀結構有利于耗散刀具的刺入沖擊能量。一些研究將硬質樹脂塊黏合在柔性織物表面,使材料具有良好的防刺性能,并保有一定的柔性。方心靈等用改性環(huán)氧樹脂作為基體與芳綸機織布及芳綸非織造布復合模壓制成防刺材料,經測試驗證,機織與非織造樹脂復合片交替鋪層結構的復合材料防刺效果最佳,表明樹脂基體能夠提高芳綸材料的防刺性能。
對比純織物結構、硬質粒子涂層、剪切增稠液防刺材料,樹脂塊防刺材料具有更佳的防穿刺表現(xiàn)和輕質性。樹脂塊狀物間以一定的空隙率與柔性紡織面料結合,賦予材料柔性。塊狀物的形態(tài)尺寸和空隙率大小影響材料防刺性能和柔性,因此尚需對塊狀物的材料、形狀與尺寸、在織物上的排列方式進行進一步優(yōu)化。
來源:紡織導報