Nova mekana kompozitna odjeća otporna na ubode s vlaknima visoke učinkovitosti

U današnjem svijetu, u kontekstu mira i razvoja, lokalni ratovi nikada nisu prestali, a teroristički napadi su se događali s vremena na vrijeme. Stoga je istraživanje i razvoj vojne i policijske zaštitne opreme oduvijek izazivalo veliku pozornost. Za moju zemlju, na temelju stroge kontrole oružja i streljiva u zemlji, prijetnje s kojima se policija na prvoj liniji suočava uglavnom dolaze od probadanja, premlaćivanja, sjeckanja itd. ljudskog tijela oštrim predmetima kao što su bodeži i noževi. Prema statistici Kineske policijske mreže, od osnivanja Nove Kine, više od 14000 policajaca iz organa javne sigurnosti diljem zemlje je herojski poginulo, a više od 100000 policajaca je poginulo bio ozlijeđen. Prema statistici u prvoj polovici 2020. ukupno je 169 policijskih službenika smrtno stradalo tijekom obavljanja dužnosti. Većina policijskih smrti i ozljeda povezana je s ubojitim instrumentima poput bodeža i bajuneta. Kako se učinkovito obraniti od fizičkih napada ovim oružjem za blizinu? Osiguranje osobne sigurnosti policijskih službenika oduvijek je bila važna tema istraživanja policijske opreme.

Odjeća otporna na ubod je vrsta opreme koja može učinkovito spriječiti oštro oružje i oštro oružje od napada zaštitnih dijelova iz različitih kutova i smanjiti prijetnju od ubodnih rana na zaštitnim dijelovima ljudskog tijela. Nakon godina istraživanja i razvoja, odjeća otporna na ubod postupno se razvila od tvrde odjeće otporne na ubod u meku odjeću otpornu na ubod, uzimajući u obzir i učinkovitost nošenja i prilagodljivost okolišu. Odjeća otporna na ubode izrađena od novih visokoučinkovitih vlaknastih materijala ne samo da može ispuniti zahtjeve zaštitne učinkovitosti, već također ima bolje performanse nošenja u ukupnoj kvaliteti, debljini i mekoći. Ovaj će članak detaljno opisati ovu vrstu meke odjeće otporne na probadanje.

Drugo, status razvoja odjeće otporne na ubod

Prema svojstvima materijala, odjeća otporna na ubod može se podijeliti na metalnu odjeću otpornu na ubod i nemetalnu odjeću otpornu na ubod. Osnovni materijal otporan na ubod metalne odjeće otporne na ubod je metal, a uključuje i kompozitne materijale od metala i drugih nemetalnih materijala otpornih na ubod. Originalna metalna odjeća otporna na ubod uglavnom koristi čelik, željezo i druge metale ili legure kao nosive materijale, te se izrađuje u obliku ljuskica, krugova, kvadrata itd. za spajanje s tekstilnim tkaninama ili se cjeloviti limovi stavljaju u tekstilne tkanine kao nosivi materijali. a Podloga Čini odjeću otpornu na ubod. Ovo metalno odijelo otporno na ubod je tvrdo odijelo otporno na ubod s dobrom otpornošću na ubod, ali visoke tvrdoće i kvalitete, slabe propusnosti zraka i ne pogoduje kretanju trupa kada se nosi. Kako bi poboljšali mekoću odjeće otporne na ubod, istraživači su razvili polutvrdu, polumeku metalnu odjeću otpornu na ubod. Ova vrsta odjeće otporne na probadanje u određenoj mjeri smanjuje kvalitetu i tvrdoću materijala kombinacijom metalnih materijala i smola. Ne može zadovoljiti zahtjeve industrije za laganim, tankim i mekim. Nemetalna odjeća otporna na probadanje izrađena od visokoučinkovitih vlaknastih materijala vrsta je mekane odjeće otporne na probadanje, koja može zadovoljiti gore navedene zahtjeve lakoće, tankoće i mekoće, a također je trenutno žarište istraživanja. Osnovni zaštitni materijal ovog odijela otpornog na ubod uglavnom su vlakna visokih performansi. Trenutačno je tržište zastupljeno polietilenom i aramidom ultra visoke molekularne težine. Tkanina i smola kombinirani su kao sloj otporan na ubod, a višeslojni kompozit ima dobru otpornost na ubod, fleksibilno je nošenje i ne utječe na ljudske aktivnosti. U usporedbi s metalnom odjećom otpornom na ubod, na performanse nemetalne odjeće otporne na ubod manje utječu promjene u vanjskom okruženju. Ima stabilne performanse i veću primjenjivost u borbenom okruženju od -20 stupnjeva -55 stupnjeva. Na performanse nemetalne odjeće otporne na ubod manje utječu promjene u vanjskom okruženju. Ima stabilne performanse i veću primjenjivost u borbenom okruženju od -20 stupnjeva -55 stupnjeva. Na performanse nemetalne odjeće otporne na ubod manje utječu promjene u vanjskom okruženju. Ima stabilne performanse i veću primjenjivost u borbenom okruženju od -20 stupnjeva -55 stupnjeva.

3. Tehnički zahtjevi za policijsku odjeću otpornu na ubod u mojoj zemlji

Slijedi opsežan uvod u zahtjeve za odjeću otpornu na ubod na temelju standarda GA 68-2019 "Policijska odjeća otporna na ubod".

3.1 Sastav odjeće otporne na ubod

Policijska odjeća otporna na ubod sastoji se od jakne otporne na ubod, sloja otpornog na ubod i zaštitne navlake otpornog na ubod.

3.2 Zahtjevi za izgled

Jakna otporna na ubod ne smije imati nedostataka kao što su lomljenje, plutajuće linije i nedostajuće igle. Površina materijala sloja otpornog na ubod nema nedostataka kao što su oštećenja, duboke rupe, ogrebotine, pukotine, neravnine, itd. Metalni materijali trebaju biti tretirani tretmanom protiv hrđe, a nemetalni materijali trebaju biti glatki. Isti sloj materijala protiv uboda trebao bi biti ujednačen, ravan i bez nedostataka kao što su lokalne izbočine i nabori. Slojevi otporni na ubod koji se sastoje od više slojeva materijala otpornog na ubod moraju imati iste specifikacije i dimenzije.

3.3 Zahtjevi za kvalitetu, boju i zaštićeno područje

Masa odjeće otporne na ubod tipa A manja je ili jednaka 2,8 kg, a masa odjeće otporne na ubod tipa B manja je ili jednaka 1.0kg. Kontrola kvalitete proizvoda može osigurati da pokreti i taktički pokreti korisnika neće biti pogođeni tijekom nošenja. Boja jakne otporne na ubod treba biti tamnoplava, a zaštitna površina sloja otpornog na ubod treba biti veća ili jednaka 0.25m2.

3.4 Zahtjevi protiv uboda

Odjeća otporna na ubod razreda A koristi nož D1, a ispitno tijelo koristi energiju udarca od 24J±0.5J da probije odjeću otpornu na ubod. Pod učinkovitim uvjetima probijanja, odjeća otporna na probijanje ne probija; odjeća otporna na ubod B-tipa koristi alate D2 i D3, a ispitno tijelo probija odjeću otpornu na ubod energijom udarca od 24J±0.5J. U slučaju učinkovitog probijanja, odjeća protiv probijanja ne prodire.

3.5 Vodootpornost i prilagodljivost temperaturi

Na sobnoj temperaturi, nakon potapanja odjeće otporne na ubod u vodu na 30 minuta ili na temperaturi okoline od -20 stupnjeva do 55 stupnjeva , performanse otporne na ubod zadovoljavaju zahtjeve.

4. Nova meka odjeća otporna na ubod

Mehanizmi otpora uboda i metka su različiti. Otpornost na metke uglavnom služi za sprječavanje oštećenja materijala od metka. Kinetička energija udarca metka raspršuje kinetičku energiju na neprobojni materijal, koji se raspršuje i apsorbira u trenutku kontakta s neprobojnim materijalom. Za materiju je način razaranja izotropan. Prevencija uboda uglavnom se temelji na principu frikcijskog samozaključavanja. Dok nož probija unutrašnjost odijela otpornog na ubod s određenom kinetičkom energijom, dio vlaknaste pređe unutarnje strukture odijela otpornog na ubod se reže i skuplja, tako da je nož stegnut pređom. Pređa je stalno rastegnuta, a njezina otpornost na trenje spriječava nož da nastavi probadati. U to vrijeme stanje postignuto deformacijom tkanine postaje "zaključano" stanje. Tijekom procesa bušenja, oštećenje materijala alatom je uglavnom posmično oštećenje i oštećenje vlačnim djelovanjem. Stoga, što je veća čvrstoća vlakna, to se više vlakana može rezati, a što je gušća struktura pređe u strukturi tkanine, odjeća otporna na ubod može izdržati veću silu smicanja i lakše je pređa u sebi -zaključano stanje, to je lakše spriječiti Učinkovitost otpornosti na ubod je bolja.

Polietilenska vlakna ultra-visoke molekularne težine i aramidna vlakna često se koriste za pripremu temeljnog zaštitnog sloja odjeće otporne na ubod zbog svoje ultra-visoke čvrstoće i modula, a svako ima mnoga izvrsna svojstva. UHMWPE vlakna su najjača vlakna na svijetu. Manje je gustoće od vode i ima materijal fleksibilnog molekularnog lanca. Idealan je materijal za izradu lagane i mekane odjeće otporne na probadanje. Međutim, zbog niske točke taljenja, učinak vlakana bit će znatno smanjen na visokoj temperaturi, što ograničava njegovu primjenu u nekim posebnim okruženjima. Čvrstoća, modul i istezanje pri prekidu aramidnih vlakana niži su od polietilenskih vlakana ultravisoke molekularne težine, ali imaju dobru otpornost na temperaturu i mogu se koristiti u nekim uvjetima visoke temperature. Kombinirajući prednosti to dvoje, priprema različitih tipova kompozitne meke odjeće otporne na ubod izrađene od UHMWPE vlakana i aramidnih vlakana (kao što je prikazano na slikama 1 i 2) postala je novi trend u razvoju odjeće otporne na ubod. Izdržljiva odjeća. Na temelju zadovoljavanja performansi otpornosti na ubod, odjeća otporna na ubod ima karakteristike lakoće, tankosti i mekoće. Metode pripreme i ispitivanja učinkovitosti ove vrste odjeće otporne na ubod opisane su u nastavku. Na temelju zadovoljavanja performansi otpornosti na ubod, odjeća otporna na ubod ima karakteristike lakoće, tankosti i mekoće. Metode pripreme i ispitivanja učinkovitosti ove vrste odjeće otporne na ubod opisane su u nastavku. Na temelju zadovoljavanja performansi otpornosti na ubod, odjeća otporna na ubod ima karakteristike lakoće, tankosti i mekoće. Metode pripreme i ispitivanja učinkovitosti ove vrste odjeće otporne na ubod opisane su u nastavku.

4.1 Postupak pripreme odjeće otporne na ubod

4.1.1. Priprema polietilenskih vlakana ultravisoke molekularne mase

Korištenjem polietilenske smole ultravisoke molekularne težine kao osnovnog materijala i domaćeg bijelog ulja kao otapala, temeljna otopina za predenje priprema se bubrenjem i otapanjem u kotlu kroz proces stvrdnjavanja, te se miješa u paralelnom dvostrukom vijku kako bi se formirala ekstruder za jednoličnu taljenje i prebačen u predionicu. Glava se raspršuje, a smrznuti kolagenski filamenti se dobivaju postupkom oblikovanja predenje u gelu. Smrznuti kolagenski filamenti se ekstrahiraju i rastežu u više faza, te se na kraju dobivaju polietilenska vlakna visoke čvrstoće i modula.

4.1.2 Priprema čipsa otpornog na ubod

Pripremljena polietilenska vlakna visoke čvrstoće i visokog modula ravnomjerno se rasporede strojem za polaganje, impregniraju posebnim strojem za impregniranje i brzo stvrdnjavaju, a zatim se dobiveni slojeviti materijal kontinuirano umrežuje i spaja na 0 stupnju, 90 stupnjeva, 45 stupnjeva i 135 stupnjeva. Dobivena je netkana tkanina od polietilena ultravisoke molekularne težine otporna na ubod. Tkanina od aramida impregnira se i brzo stvrdnjava kroz isti stroj za umakanje kako bi se ispunile praznine između struktura vlakana tkane tkanine.

4.1.3 Priprema odjeće otporne na ubod

UHMWPE netkana tkanina otporna na ubod (jednoslojna gustoća 150 g/m2) i aramidna tkanina (jednoslojna gustoća 400 g/m2) režu se i laminiraju u skladu s utvrđenim procesnim zahtjevima veličine i kvalitete, te slažu i kombiniraju u nizu, Oni su toplinski zavareni u posebnu antistatičku hidrostatsku ceradu kako bi se stvorio hermetički zatvoren čip otporan na ubod. Umetnite čipove otporne na ubod u jaknu od odjeće otpornu na ubod redoslijedom s prednje i stražnje strane kako biste napravili odjeću otpornu na ubod.

4.2 Test učinkovitosti protiv uboda

4.2.1 Metoda ispitivanja

Eksperiment s dinamičkim probijanjem osmišljen je u skladu sa standardom Ministarstva javne sigurnosti GA 68-2019 "Policijska odjeća otporna na ubod", korištenjem stroja za ispitivanje utega s utegom i standardnih alata za rezanje (kao što je prikazano na slikama 3 i 4). Eksperimentalni koraci su sljedeći:

1) Zapakirajte čip protiv uboda, označite točke uboda na površini, udaljenost između svake točke uboda nije manja od 50 mm, a udaljenost od ruba čipa uboda također mora biti veća od 50 mm;

2) Pričvrstite osnovni materijal prema standardnim zahtjevima i testirajte brzinu odskoka osnovnog materijala;

3) Prethodno zagrijte elektronički uređaj na stabilno očitanje, a zatim pričvrstite čip protiv uboda na podlogu;

4) Pričvrstite novi neiskorišteni alat na tijelo koje pada i pričvrstite ga na tester za ispitivanje utega;

5) Poravnajte vrh oštrice za ubod s točkom uboda čipa protiv uboda, uključite gumb za podizanje utega, podignite uteg na određenu visinu i osigurajte da tijelo i nož imaju kinetičku energiju od 24J zajedno;

6) Uključite gumb za ispuštanje, nož i padajuće tijelo će pasti zajedno kako bi dovršili prvi ubod;

7) Zamijenite točku prodiranja, ponovite test i dovršite test ostalih točaka.

4.2.2 Rezultati ispitivanja

U mnogim eksperimentalnim testovima različitih shema, utvrđeno je da kada se UHMWPE netkana tkanina i aramidna tkanina pomiješaju u određenom omjeru, može se zajamčiti da otpornost na ubod zadovoljava standard, a ukupna kvaliteta uboda -proof je otporan na odjeću (testirano elektroničkom vagom), debljina (testirano elektroničkom vagom za mjerenje debljine) i mekoća (testirano uređajem za ispitivanje mekoće) mogu se održavati na dobroj razini. Rezultati ispitivanja prikazani su u tablici 1.

5. Zaključak

S napretkom znanosti i tehnologije te poboljšanjem svijesti ljudi o sigurnosti, odjeća otporna na ubod, kao važna zaštitna oprema, sve se više koristi. Od vojske, policije i osiguranja do stjuardesa i dežurnih časnika, nije neuobičajeno da se nose odijela otporna na ubod. U isto vrijeme, kako bi se nosilo sa složenim okruženjem, zahtjevi za performanse nošenja odjeće otporne na ubod također se stalno poboljšavaju. Lagana, lagana, mekana i udobna za nošenje odjeća otporna na ubode postala je glavni proizvod koji zauzima veliko tržište.