柔性复合防刺材料的研制

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1、32合成纤维SyntheticFiberinChina2011年第40卷第8期柔性复合防刺材料的研制吴道正（上海佳捷工业用布有限公司，上海201812）摘要：对超高相对分子质量聚乙烯纤维制成的机织物、无纬布和非织造布3种材料进行了准静态试验和动态冲击试验，通过试验得出，用机织布和非织造布交替铺层作为防刺层，可以满足柔性防刺服对防刺的要求。关键词：防刺服；机织物；非织造布；无纬布中图分类号：TQ342文献标识码：A文章编号：1001-7054（2011）08-0032-03防刺个体装甲是一种对有刃刀具和有尖工具等。UHMWPE在目

2、前产业化的纤维中强度最高，威胁进行防护的个体装置，主要装备公安执勤人员模量也高于对位芳纶，但熔点较低，阻碍了其在防和狱警等公安和劳教部门。根据主体防刺材料的柔弹方面的应用。但防刺与防弹不同，防刺服面临的韧灵活程度，可以将防刺服分为硬性、半硬性和柔是低速、低能量锐器的威胁，吸能后升温不明显，所[3]性防刺服。硬性防刺服是一种由一定形状和曲面的以熔点低基本不会影响防刺性能。目前UHMWPE硬质防刺板作为防刺插板的防刺盔甲。半硬性防刺已由国内几家公司实现产业化，成本相对较低。服是具有一定柔韧性的防刺服，这种防刺服由几层本文选择国产UH

3、MWPE纤维作为基本研究材复合而成，中间有一层或几层特殊的金属片或钢丝料，制成机织物、无纬布（UD布）和非织造布，圈夹层。柔性防刺服的防刺层或防刺板是由叠层高采用准静态和动态试验方法，对这3种材料的防刺性能防刺纤维织物或高性能纤维柔性单向复合材料性能进行了试验研究，为最终制备出综合性能好的[1]构成的。防刺服提供设计依据。防刺个体装甲要求能够保护人体免受刺刀、13种材料的基本性能匕首等尖锐物体的伤害，同时要求保证穿戴者的活动不受太大限制。半硬性和硬性防刺服虽然防穿透用UHMWPE纤维制成的机织物、非织造布、性能优异，但其质量和刚

4、性对使用者的活动和穿着UD布的基本性能参数如表1和表2所示。舒适性有较大的限制和影响。柔性防刺服柔韧性表13种材料的基本参数好，基本上可以日常穿着，而且隐蔽性较好，是近织物类型机织物非织造布UD布厚度/mm0.4050.8500.305[2]几年的研究重点。-2面密度/(g·m)164.4200.1165.4作为个体防护材料的一种，防刺材料的纤维每10cm织造密度/根189×181原料要具有高强度、高模量、耐冲击、高吸能等特2测试仪器及测试方法性。目前，国际上较为流行的原料主要包括对位芳纶、超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)

5、纤维2.1测试参考标准本研究主要依据我国公安部GA68—2003《防收稿日期：2011-05-17修回日期：2011-06-30作者简介：吴道正（1961—），工程师，主要从事技术研发和市场刺服》标准设计防刺试验仪器和确定试验方法。为管理工作。研究出国际先进、国内领先的防刺产品，本试验用2011,40(8)吴道正.柔性复合防刺材料的研制33表2强伸性能都是很有价值的。试样宽度/夹持长度/拉伸速度/断裂强断裂伸长织物类型准静态试验仪由HD026N电子织物强力仪改mmmm(mm·s-1)力/N率/%机织物(径向)25.0200.00

6、100.003581.017.97造而成，主要是将顶破弹子换成防刺测试刀具。机织物(纬向)25.0200.00100.004309.08.792.3准静态试验非织造布50.0100.00100.0047.235.71UD布(径向)25.0100.00100.003464.05.67将试样剪成直径6cm的圆片，按45°夹在一对环形夹具之间。设定刀的下降速度为20mm/min，的是开锋刀具，基本尺寸与GA68标准试验刀相启动电源。刺穿试验停止后打印刺穿曲线。图4为同。GA68标准试验刀为无刃刀具。英国PSDB和单层机织物的刺穿曲线。

7、3种织物的单层刺穿试验美国NIJ防刺性能测试标准中规定的标准试验刀都数据见表3。是开锋的。表3刺穿试验结果试验设备为落锤式冲击试验机。标准试验刀织物类型试验次数/次刺穿力/N均方差/N变异系数/%机织物(45°)2067.097.6211.36具加配重达到2.4kg，以24J的冲击动能按0°、非织造布2053.9614.6827.2145°穿刺角刺入防刺服，刀尖不应穿透防刺服[4]。UD布(45°)2037.364.5812.262.2测试仪器2.4动态冲击试验本试验所用刀具如图1所示。电磁铁通电后将配重和试验刀吸附住，关掉为了

8、对防刺试验做更好的记录，分析材料的电源，配重和试验刀自由下落，以24J的动能冲防刺性能，本文作者自行研制了一台专用落锤式冲击试样。试验完成后将试样轻轻取下，检查背衬胶击试验机（图2），并改装了一台准静态防刺性能泥上是否留有刀尖刺痕并测量胶泥变形尺寸。若背测试仪（