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剪切增稠处理对针织物防刺性能的影响

作　者: 李孔虎
导　师: 顾肇文
学　校: 东华大学
专　业: 纺织工程
关键词: 针织物剪切增稠液超高分子量聚乙烯防刺机理
分类号: TS184
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

近年来,国际恐怖活动日益猖狂,国内反恐、反分裂形势严峻,防护已经成为了一个世界性的重要问题,因此个体防护装甲得到了迅速的发展。在很多国家,包括中国,枪械使用受到严格的限制,而来自匕首、刺刀等锐器的威胁却无处不在,这使得作为个体防护装甲中的一部分——防刺装甲的开发和研究受到越来越多研究者的重视。传统防刺材料面临着防刺性能和灵活性难以兼顾的矛盾,考虑到现有防刺材料综合性能的不足,本课题提出采用剪切增稠液(STF)与超高分子量聚乙烯(UHMWPE)针织物复合,以期待制备出一种防护性能与灵活性俱佳的新型防刺材料。本课题首先以常规涤纶纱线为原料,制备三种不同密度的纬平针和双面集圈组织,并测试其顶破性能和准静态穿刺性能,探讨线圈长度和织物结构对其防刺性能的影响,在此基础上,以超高分子量聚乙烯纤维(UHMWPE)为原料,以优化后的工艺参数编织针织样布；以纳米二氧化硅为分散相,聚乙二醇200为分散介质制备剪切增稠液(STF), STF溶液经过无水乙醇稀释后,采用静态浸渍法制备UHMWPE-STF复合材料。采用扫描电子显微镜对复合材料试样的表面形貌和微观结构进行观察。在复合实验过程中,分析SiO2的质量分数,织物试样浸渍时间,浸渍后轧车压力对STF-UHMWPE复合织物准静态防刀性能和动态防锥性能的影响；最后,以分散相SiO2的质量分数、织物浸渍时间、浸渍后轧车压力为三因素,进行了三因素三水平的正交试验法分析；通过对制备的复合材料试样进行动态和准静态的防锥、防刀测试,分析实验测试结果,得出防刺性能最优的一组复合工艺参数；并且探讨了纬编UHMWPE针织物与STF-UHMWPE复合织物的防刺机理。研究结果表明,线圈长度与织物的组织结构对针织物的防刺性能有显著的影响。线圈长度越短顶破强力和准静态穿刺力越大,两者与线圈长度具有显著的线性相关；织物组织结构的差异影响织物的顶破和穿刺性能。使用搅拌机制备剪切增稠液,SiO2质量分数、织物浸渍时间、浸渍后压力对STF-UHMWPE复合织物的防刺性能均有影响,其中,SiO2质量分数对复合材料的防刺性能影响最大,织物浸渍时间次之,浸渍后轧车压力对其防刺性能影响最小。防刀防锥试验表明,STF-UHMWPE复合织物的防刺性能明显优于相同面密度下的纯UHMWPE试样；相同面密度下,复合试样的层数越少,防刺服越灵活。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-11
第一章绪论  11-20
  1.1 防刺服的发展与现状  11-12
  1.2 防刺用的纤维材料  12-15
  1.3 剪切增稠液研究现状  15-17
  1.4 防刺织物  17-18
  1.5 防刺机理的研究  18
  1.6 本课题的研究内容与意义  18-20
第二章纬编针织物防刺性能测试  20-29
  2.1 织物制备  20-22
  2.2 织物性能测试  22-24
  2.3 结果分析  24-27
  2.4 本章小结  27-29
第三章剪切增稠液与柔性复合织物的制备  29-40
  3.1 试验材料与仪器  29-31
  3.2 剪切增稠液的制备  31-32
  3.3 柔性复合织物的制备  32-33
  3.4 STF溶液与穿刺角度对织物防刺性能的影响  33-38
  3.5 本章小结  38-40
第四章复合工艺对复合织物准静态穿刺性能的影响  40-50
  4.1 实验材料与仪器  40-41
  4.2 SiO_2质量分数对复合材料准静态穿刺性能的影响  41-43
  4.3 浸渍时间对复合织物静态穿刺性能的影响  43-44
  4.4 轧车压力对复合织物静态穿刺性能的影响  44-46
  4.5 复合织物静态试验破坏机理的分析  46-48
  4.6 本章小结  48-50
第五章复合工艺对复合织物动态防刺性能的影响  50-62
  5.1 实验材料与仪器  50-51
  5.2 实验原理与试验步骤  51
  5.3 复合工艺对复合织物动态防锥性能的影响  51-54
  5.4 剪切增稠液对复合织物动态防刺性能的影响  54
  5.5 复合织物动态防刺试验破坏机理的分析  54-56
  5.6 复合工艺的正交试验法  56-60
  5.7 本章小结  60-62
第六章结论与展望  62-64
  6.1 本课题的研究结论  62-63
  6.2 本课题研究不足与展望  63-64
参考文献  64-68
附录纱线及织物性能测试原始数据  68-75
攻读硕士期间发表的论文情况  75-76
致谢  76

剪切增稠处理对针织物防刺性能的影响

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