论文部分内容阅读
随着恐怖主义的威胁遍及全球,个人防护意识逐渐增强,安全防护成为一个世界关注的问题。由于包括我国在内的全球许多国家对枪械实行管制,因此来自匕首、刺刀等尖利锐器成为主要的威胁来源,这使得近身防刺材料的研究和开发成为当今的热点。本文研究了一种先进的由剪切增稠流体(STF)和超高分子聚乙烯(UHMWPE)织物复合制备的防刺材料。采用溶胶-凝胶法制备纳米二氧化硅粉末,采用激光粒径分析仪、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和红外光谱仪(FTIR)分析其粒径大小和物相。采用机械搅拌法制备剪切增稠流体(STF),通过旋转流变仪测试STF的流变性能及其性能影响因素。采用静态浸渍法将STF与UHMWPE纤维织物复合制备STF/UHMWPE复合材料,通过扫描电镜(SEM)表征复合织物的形貌微观,采用自制冲击试验装置对复合材料进行动态防穿刺试验,对复合材料的防刀、防锥性能进行分析。试验结果表明:溶胶-凝胶法制备而成的Si02粉末为非晶无定形态,呈球形,粒径大小在500nm左右。混合分散体系具有良好的剪切增稠性能,并且受到Si02质量分数、分散介质种类的影响。通过对UHMWPE/STF复合织物进行微观结构分析,显示纳米二氧化硅能够均匀地分布在单根纤维和纤维束之间。经STF浸渍后的UHMWPE/STF复合织物的抗穿刺力有明显的提高,说明在动态穿刺过程中流体发生剪切增稠效应,从而使得织物的防穿刺力得到提高。通过对橡胶基底进行空白试验,将防穿刺力转换为纤维织物对能量的吸收。STF中二氧化硅质量分数越大,落锤的刺穿深度越小,表明在穿刺过程中织物的能量吸收最大。