高强聚乙烯柔性防刺服的研制与性能测试

摘要

伴随着全球经济一体化的进程，跨行业的交流活动日益频繁，特别是当今恐怖主义和暴力活动有所抬头的时候，人们自我防护意识逐渐增强。一些国家比如中国对枪支弹药实行严格的管制措施，而来自匕首、锥子等锐器的伤害成为危害人们生命安全的主要威胁。在此背景下，个体防护领域的重要组成部分--防刺服的研究与开发成为企业和研究机构跟踪的热点。
　　 面对防刺服巨大的市场，能否开发出防刺性能优异穿着舒适的柔性防刺服成为占领市场的决定性因素。目前，常用于防刺服的高性能纤维主要有高强聚乙烯、芳纶、PBO纤维等，相同的原料不同的结构防刺层的防刺机理不同，相比于传统的单一结构的防刺服，利用高性能纤维采用不同结构进行叠层复合具有更好的防刺性能，并且在减轻重量和改善服用性能方面具有很大的潜力。
　　 本文在大量阅读前人文献和研究成果的基础上，比较了各种高性能纤维的基本性能，从防刺服的防护性能和穿着舒适性的角度出发，拟采用高强聚乙烯纤维为原料，以非织造布技术为基础制备高性能防刺非织造材料，和高强聚乙烯纤维机织布叠层复合，通过针刺技术制成高性能柔性防刺材料，并进行防刺材料的性能研究，包括力学性能、防刺性能等，通过静态和动态防刺实验，分析冲击过程中纤维和织物的断裂破坏形态变化，重点研究织物铺层角度、抗冲击性能和能量吸收性能。通过改变针刺工艺参数、叠层角度以及铺层结构来进行工艺和性能优化，另外，通过刀具对织物的刺穿过程结合动力学理论探索叠层防刺材料的防刺机理。最后，本文为开发出防刺性能和舒适性能兼具的高性能防刺服，重点考查了防刺材料在稳态条件下的透湿量和透气量，为防刺服的舒适性研究做出贡献。