UHMWPE纤维防刺防弹机织物的开发与研究

摘要

世界局势风云变化，安全稳定对一个国家的发展极为重要，目前对国防及民用防护用品的需求日益增长。世界上经济发达的美，英，德，日等国对防护制品的研制与开发非常重视，同时发展与装备也较快。我国的人体防护装甲相对比较落后，其中防刺装甲的开发目前还处于初级阶段，柔性防刺用品的防刺机理尚不清楚。防护性能优良，轻薄舒适，适应人体活动要求，即能防弹又能防刺的新型软质防弹衣还必须进行大力的研究，以适应现代化战争和民用防护的需要。
　　 本课题利用新型高性能纤维一高强聚乙烯长丝，首次设计织造了三种不同接结方式的复合平纹组织织物，进行动态穿刺试验，记录试样叠合不同层数的刺入深度和创口损伤形态，与普遍采用的平纹织物防刺性能进行对比，对不同结构的多层复合平纹织物的防刺性能和机理进行分对比分析，得出结论：接结经部分接结复合平纹织物具有优越的防刺性能。
　　 本文对机织物的防刺机理做出了自己的探索分析，对柔性防刺织物防刺机理的研究提供了有益的借鉴。

目录

文摘

英文文摘

声明

学位论文的主要创新点

第一章 前言

1.1 防弹衣的发展与现状

1.2 防刺服的发展与现状

1.3 现代高性能防护材料用纤维及其特性

1.3.1 芳纶纤维

1.3.2 PBO纤维

1.3.3 蜘蛛丝纤维

1.3.4 超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维

1.4 防弹防刺织物常用纤维集合体形式

1.4.1 单向无纬布

1.4.2 纬编双轴向多层衬纱织物

1.4.3 非织造布

1.4.4 涂层织物

1.4.5 高支高密机织织物

1.5 课题所用UHMWPE纤维的结构及性能

1.5.1 纤维结构特性

1.5.2 纺丝方法

1.5.3 大分子结构

1.5.4 热力学特性

1.5.5 化学性能

1.5.6 力学性能

1.6 本课题的意义和目的

1.6.1 目前研究存在的问题

1.6.2 本课题研究的内容和目的

第二章 试验部分

2.1 实验原料

2.2 防护织物的设计与织造

2.2.1 实验织物的设计及其工艺参数

2.2.2 织造过程应注意事项

2.3 测试方法

2.4 防刺标准介绍

2.5 织物防刺性能测试与分析

2.5.1 平纹织物防刺性能测试

2.5.2 方平织物防刺性能测试

2.5.3 三层复合平纹织物防刺性能测试与分析

2.6 防刺性能综合对比分析

2.6.1 方平织物与平纹织物穿刺结果对比分析

2.6.2 原料A织物穿刺测试结果对比分析

2.6.3 两种原料三层复合平纹织物防刺性能对比分析

2.7 测试结果总结与分析

第三章 织物防刺和防弹机理分析

3.1 柔性防弹织物的防弹机理

3.2 柔性防刺织物防刺机理探索

3.3 防刺机理与防弹性机理的联系与区别

3.3.1 纤维的力学性能与其能量吸收率的关系

3.3.2 纤维中的冲击能扩散速度

3.3.3 影响机织物防刺防弹弹性能的主要因素

3.3.4 防弹与防刺的区别

3.4 本课题优势织物的防刺性能分析

3.4.1 叠层及多层织物的防刺机理

3.4.2 方平织物防刺性能分析

第四章 结论及展望

4.1 结论

4.2 工作展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢