第三代高性能聚乙烯防护服装

第三代高性能聚乙烯防护服装 文章来源：中国鞋网

[br]　　2摘要就第代高性能聚乙烯防护服装在各类防护服中的应用进行了探讨。[br]　　超高强聚乙烯纤维在各类防护服装的应用越来越广泛，高性能聚乙烯纤维1圯，以特殊的综合性能使其在现有防护服装缺乏的地方大显身手，这些性能包栝其特有的耐磨性能高模高强比重极低极强的耐化学腐蚀性能和抗剪切性能。高强聚乙烯纤维防护服装越来越明显的优势使得其能在这领域独领风骚。[br]　　1高性能聚乙烯长丝纤维高性能聚乙烯长丝纤维是由具有高分子毡的聚乙烯聚合物制造而成的。聚乙烯是种通过正常结晶或通过链折叠固化具有定韧性的分子链形成的大分子物质，分子链的折叠部分对纤维的强度贡献不大，因此，通过普通方法获得的聚乙烯纤维内的大分子是呈折叠状的，该种纤维并不具有特别突出的物理机械性能3相比较而言。高性能聚乙烯纤维是采用种特殊的方法而制得的，这种方法能使聚乙烯纤维分子链以种扩展态的高取向状态进行结晶。正是由于聚合物的分子链的扩展和沿分子轴向的高取向结构，使得该高性能聚乙烯具有些优良的机械性能，如较高的拉伸断裂强度和较高的模量。[br]　　1.1纤维的特性，程应用中的高性能聚乙烯纤维的拉伸断裂强度同其它类如碳纤维聚酰胺纤维玻璃纤维等高性能纤维相类似；但因为高性能聚乙烯纤维的密度比其它高性能纤维低0.968，为高模碳纤维的13，聚酰胺纤维的23，因此。它的断裂强度特别高，大约是同等条件1的传统高模碳纤维强度的两倍，同其它原，样，高性能聚乙烯纤维也有其本身的局限性该种纤维的熔点相对比较低，天然的化学惰性不利于纤维粘附在其周围基质上。因为这种聚乙烯本身的天然特性。使得我们不能明显提高这种高性能纤维1.1.1抗剪切性能身体中*容易受到伤害的部分是手，即使对尹采用广保护措施，如戴上手套并安装报鹫装置，手和手指的伤害事故仍占所有1厂饵故的25多。很明显，增强对手的保护措施仍是件很重要的并情，而高性能聚乙烯纤维在这方面具有诸多的优势。因为聚乙烯手感柔软，因此用它制作的防护手套戴起来更加舒适；另方面，因为高性能聚乙烯纤维的耐磨性能比较好，所以用其做的手套使用寿命比较长。[br]　　4人们切割不再具有使用价值的高性能聚乙烯纤维产品时，发现它的抗剪切能力特别高。[br]　　1.1.2抗剪切性能的评估测试防护手套的抗剪切性能，除此之外33丁自动耐磨抗剪切测试仪也能用来评估其它韧性材料的抗剪切性能。[br]　　采用丁汉自动耐磨抗剪切测试仪，能更真实地反映织物的抗剪切性能，获得较客观的结果。1丁测试仪不仅可以测平坦织物，也可以测手套的手指节部分。测试手套的手指节部分时，要将其夹持在靠近凸轮的地方，平坦织物则应该夹持在测试仪的两端。测试时，应选择好合适的测试凸轮凸轮旋转的速度和剪切刀的剪切力值。旦测试开始，自动计数器便会记录凸轮转动的圈数，直到测试停止。[br]　　1.1.3抗剪切手套几乎所有的手套都具有定的抗剪切能力，这是因为，手套是种附属的东西，在剪切力快要触及到手时，总是要先划破手套。[br]　　棉型手套皮革手套和毛圈织物手套都具有定程度的抗剪切力。但是，对于用在极易造成裂口的高危险环境中使用的产品来说，制造时应尽可能提高其抗剪切能力，从而使其具有*大的保护性能。这类高危险环境包括我们的手能直接接触到物体的尖边刀片碎玻璃薄片状的金属发霉的注射器纸，甚至是纤维。高密聚乙烯聚合物的天然润滑性能常使得高性能聚乙烯纤维很容易从横在纤维的刀片和其它尖厉刀口中滑脱出来；这种润滑性能对提高高性能聚乙烯的耐磨性能也有明显的正面影响。[br]　　高性能聚乙烯纤维的而很洁净，用其制作的手套不容易上锈，般用温水和中性洗涤剂就可以很容易地将其洗干净。对于食物加工过程中的传染问，尤其能体现这种手套的优越性。高性能聚乙烯因其具有很好广广泛的利用，这其中包括经过漂白获得可重复利用的手套。高性能聚乙烯纤维的吸湿性比较低不到2，故不仅其制作的手套很易风干，而且也减小了细菌在其纤维面繁殖的可能性。[br]　　因为高性能聚乙烯纤维防护手套的柔韧性能比较好，因此戴上这种手套不象戴其它柔韧性较差的防护手套那样容易夹住手指或使手指容易疲劳。[br]　　大多数用干制造抗剪切手套的纱线可用几种不同纤维或较小的纱线混合而成。在许多情况下，抗剪切性能很高的纱线实际上都是混合纱线结构。在混合纱线内部，单纱或纤维通过加拈合股甚至包缠的办法结合在起形成股高抗剪切纱线。通过结合不同种类的纤维，有利于提高整理后的纱线性能。[br]　　1.2防护汗衫皮革制夹克衫相对来说容易割破切破和穿破。而高性能聚乙烯汗衫的抗剪切和耐磨性能都相当好，服用的寿命也比较长；另外这种构造的汗衫穿起来比较舒适，这是因为空气在汗衫的编织结构中的流通比皮革夹克衫中流通方便，这点对那些炎热和潮湿地方的使用者来说尤其重要，如南部和西部穿用，否则会很不舒眼。*后点，因为高性能聚乙烯汗衫不仅易洗，还易烘干，所以这种织物很容易保存。[br]　　高性能聚乙烯汗衫在替用服装中也有所应用。这种汗衫在保护比子弹袭击威力还要严重的刀切和刀砍这类威胁中特别具有使用价值因为编织织物的抗剪切性能虽好，但对诸如刀捕之类的穿透威胁则差些，这是因为编织物是种网眼织物。[br]　　1.3医用手套内垫保健护理，作中首次采用的预防性保护措施是穿戴多层橡胶手套以避免病毒感染，随着对这种橡胶手套的需求不断增长，橡胶手套的数量和价格也水涨船高。相反，这种橡胶手套对预防遭受割破和划破这类偶然的书故的附加功用却微乎其微，理想的状况足，尹套不仅要能够将手同环境分离开来，还要能够保护手免于遭受到偶然的割破和划破这种手套还要能够不影响手指的灵活性和感觉。另外，该种手套还应具备超期敖用仍能感到舒适的的功能，用高性能聚乙烯纤维手套衬垫则能够满足上述大多数要求。该忖垫不仅可以提供高水准的抗剪切性能，而且还具有较好的触觉敏感性能，戴上它来触摸1盎司的硬币可以判断出它的士面和反面。高性能聚乙烯纤维手套衬垫的耐用性能稍逊于外科用橡胶手套，但它的抗剪切性能为外科橡胶手套的30多倍，是皮革于套的15倍。将这种手套衬垫从橡胶手套中取出，后，还町以再利用。测试明，在不影响+套抗剪切性能的情况下，高性能聚乙烯手套衬垫在经过消毒处理后可重复使用12次以上。但美中不足的是，这种手套因其本身编织结构上的缺点，使它对偶然的针刺伤害却无能为力=临床试验明，高性能聚乙烯手套衬垫具有广泛的商用价值。另外。高性能聚乙烯手套不仅具有很强的防7砍和刀割防护性能，还具有其他方面的长处。通过市场调研获悉，高性能聚乙烯手套衬垫不仅暖和，而且芯吸皮肤排汗性能好。使人手保持干燥舒适=部分医生在戴橡胶手套前，习惯于用漂白消毒剂或0吐溶剂洗下手，而高性能聚乙烯手套衬垫能够耐这两种溶剂的侵蚀。[br]　　1.4防链锯剪切性能高性能聚乙烯纤维另外还有种用途是用来制怍保护人们免受链形锯齿伤害的防护眼。*早用尸该用途的是用22层抗冲击尼龙时料制成的防护服。而高性能聚乙烯服仅由两层非织造布组成。该种非织造结构的防护眼能够使人免遭速度在每分钟3200英尺高速运动链锯的伤害。[br]　　2防弹系统中的应用高性能聚乙烯纤维的比强度高，吸收能是采用高韧度高性能聚乙烯纤维制造柔软舒适的防弹服装材料；3是利用该，纤维吸收能的能力强的特点制作强度极高的复合材料防弹服装。[br]　　2.1柔软型防弹系统制造防弹服除了考虑其性能外，还要考虑其穿着舒适性能，般来说，影响防弹眼舒适性能*主要的个指标是服装材料的重试菜韧性和透湿性能，而金属防弹材料恰恰缺少这种性能。随着合成材料纤维的出现，防弹服装设计有了氏足的发展。在战中，用1制作防弹服的合成材料是尼龙66，其制作方法是将尼龙66同钢板织在起形成高射炮夹克。随着玻璃纤维和种称为以加的树脂复合材料逐渐用于制作防弹服的钢板，这行业有得到更进步的发展。[br]　　芳族聚酰胺纤维靠其优越的物理性能平衡特性使防弹技术又大大向前跨进了步。随着高性能聚乙烯纤维的出现，防弹技术又得到更大的提高。虽然芳族聚酰胺的防弹性能好，何是高性能聚乙烯的性能更优于它，高性能聚乙烯纤维制造的防弹眼不仅重量大大减轻广，它的防弹性能也增强广，㈥为，性能聚乙烯纤维的比强度比较高，因此可以用这种纤维制作同其他类防弹服防弹性能接近的新型防弹服装，达到在相同重童条件高性能聚乙烯防弹服比其他类防弹服的防弹性能更高。高性能聚乙烯纱线的细度比较低，再加上本身天然的润滑特性，使得用该种纱线制作的防弹服具有轻质韧度高的特点，这种防弹服穿起来也比其他防弹服舒适得多。高性能聚乙烯防弹服因其舒适性能高而在些例行事务中有所应用。[br]　　如果种防弹服的防弹性能很好，但如果服用性能差，那它的适用性能就会受到限制。[br]　　高性能聚乙烯良好的抗化学腐蚀性能是它用于制作军用防弹服的大优势，如果防弹服旦暴露在化学药剂腐蚀的环境中，特别是在生化战争，防弹服的抗化学腐蚀性能就尤其显得特别重要。[br]　　为了优化降低纱线尺寸和减小纱线移动趋势这工艺设计思想，人们发展了种用种弹性树脂将高性能聚乙烯纤维粘合并层叠在起，从而形成纵横交错的非织造织物。这个专利结构的名称为光谱屏蔽六，1 38仙1公司的商标。将众多长丝两两并列放在起，然后用弹性树脂将他们粘接在起，长丝的数量要足以能够将射弹嵌人在其原先接触的织物板面的地方。织物中的未定向结构不需要纤维具有克服同纱线相结合的卷曲堆积部分。这种光谱屏蔽构造的另个优点是能充分分散突然的冲击力，使其对织物的影响达到*小。使破坏现象形成局部化这功能赋予该种构造具有良好的多相抗冲未定向结构的优点不仅仅现在其性能方面。在制造的过程中，这种结构不需要经过加拈和织造工艺，从而*大限度地减小了对纤维的破坏。高性能聚乙烯纵横层叠结构存在两种形式种为薄膜覆盖在柔软防弹材料上；另种为无薄膜覆盖的硬复合材料防弹体。[br]　　高性能聚乙烯纤维的防弹性能不会因为暴露在高达710时间过长而受到影响。高性能聚乙烯纤维测试面板在7钠，禄肪，下放置60多天后，在环境温度下测其防弹性能，结果明织物的防弹性能未受到任何损失。将温度以8左右的递增速度逐渐升高到120，在这当中的各个阶段测量了样本下，高性能聚乙烯防弹服的防弹性能随着温度的升高而逐渐降低。[br]　　2.2硬复合材料防弹系统现代的硬质防弹材料比早期的防弹材料先进的多，如今大多数硬质防弹材料通常都是由几种不同的材料按照复杂的结构形式组合在起的。对于硬质防弹服来说，其*广泛的应用是用于制造防弹头盔。[br]　　因高性能聚乙烯纤维具有很高的比强度硬度和模量，故其织造的防弹服的防弹性能和抗冲击性能都比其他原料制作的防弹服高。性能聚乙烯防弹装备的重量比较小，故其在许多方面，尤其在头盔的应用方面，能明显降低人体的疲劳。对于戴用头盔者来说，即使盔重能减少点点，也能使其可以更加让思想集中在周围的环境中，而不会象以前那样过多注意头盔的重置和不适性。由高性能聚乙烯复合材料纤维制作的防弹装备的重量比具有相同防弹性能的芳族聚酰胺复合材料制作的防弹装备轻30，50.[br]　　从高性能聚乙烯纤维优越的防弹性能中获益的个例子是警用防暴盾牌。此前警用防暴盾牌通常是采用玻璃纤维和环氧复合材料制作，用这两种材料制作的盾牌比用高性能聚乙烯防弹盾牌重。玻璃纤维制的防暴盾牌即使具有防暴性能，也是十分有限的。人们也研究用芳族聚酰胺纤维来制造防暴盾牌，但是这种盾牌也太重。新型的高性能聚乙烯防暴盾牌比玻璃钢制和芳族聚酰胺制防暴盾牌轻多了，即使是很轻的高性能聚乙烯防暴盾牌也具有良好的防弹和抗冲击性能。[br]　　军用防弹头盔也从高性能聚乙烯纤维的应用中受益匪浅。现在使用的芳族聚酰胺军用头盔采用的原料为尺，其标准重量为3磅，而现在正在发展的高性能聚乙烯纤维制军用头盔比该种头盔轻2磅以上。从战术上讲，减轻军用头盔的重撞有利于减少作战士兵的疲劳，并提高其灵活性，从而提高其在战场生存的可能性。[br]　　用高性能聚乙烯纤维制作硬质复合材料防弹装备的方法有多种。充当基质的原料可以是环氧树脂乙烯酯聚酯或橡胶树脂。通过使纱线长丝不定向地纵横层层铺叠可以使纤维的性能得以加强。采用聚乙烯膜不定向以叠工艺可以通过加热加压的方式使层面之问相互紧紧固定在起。采用这种工艺的另个优点是这，方式可以模型化，工艺简单。[br]　　易厂制造。对于高性能聚乙烯织物，可以通过用基质进行湿层叠或用基质原料对织物进行预浸溃备用。再用加热加压的方法将不同种类的基质固化在起。[br]　　前曾提及，对基质的粘附力较差足高性能聚乙烯纤维的个缺点，怛对亍复合防弹体系来说，这个缺点却变成广优点。这是因为这种性能有助尸防弹装备在受到冲击时，可以通过纤维破碎分散在基质中这种方式来分散冲击能。通过对比实验，有人得出这样个结果，挡住7.62mmM80型子弹的冲忐，需要每平方英尺磅的双层钢板防弹装备或每平方英尺9磅的芳族聚酰胺复合防弹装备，而用高性能聚乙烯，只需要每平方英尺4.75磅的重量。[br]　　为免遭，动能或极硬抛射体的冲占，有必要在高性能防弹装备的面设迓层适当硬度的抗冲击面，这个抗冲击面原料选择的类型和数量根据实际能遭受袭击的程度而定。而采用高性能聚乙烯防弹材料作为抗冲击面可以减小整个防弹体系的总重量。为提高软体防弹服的防弹性能，可以在防弹服上加些高性能聚乙烯复合防弹材料的嵌条，以保护人体的胸部等重要部位。采用高性能聚乙烯复合防弹材料的数量视所受威胁程度而定。[br]　　因为高性能聚乙烯的高温适应性好，评价刚性复合防弹系统的各项性能时，应该考虑到这指标。大世实验明，高性能聚乙烯防弹系统随着温度的升高。它的防弹性能没有明显的降低。[br]　　3结论高性能聚乙烯纤维的多面适应性止逐渐巾其在多方面的应用中现出来。然而，在许多实际应用中，萆的纤维往往不能满足多面的需求。即使是高性能纤维在某方面也可能很薄弱。我们必须采取相应的手段尽量减小纤维的不足对实际要求的影响。从而获得*大的利用价值。[br]　　对诸如防弹服这类产品来说。要提高高性能纤维的性能有两种途径可以选择。首先，寻找理想的可以满足所有实际需求的超级纤维其次。较现实和快捷的方法是从各类小同的原料和纤维的优化组合中获得所需材料，5种方法过去直被十分成功地运用，近年来用该种方法获得了高性能纤维说明其仍具有十分广阔的前景。可以准确地预计，第代防护服装不会是由单纤维组成的，而记由几种小同的纤维和原料经过精心设计而获得的复杂结合体。[br]

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