防弹纺织品简介
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防弹纺织品简介防弹纺织品包括防弹衣、防弹背心、防弹头盔等,我们日常所提到的防弹纺织品一般指比较常见的防弹衣。
防弹衣是能够有效地防护各种弹道发射物的防护服装,现代防弹衣是第二次世界大战后发明的,目前已经成为军队不可缺少的防护用品。
现代用纺织纤维材料制作的防弹服,具有重量轻、可设计性强以及可以实现大面积防护等特点,因而应用广泛。
最初的厚重防弹衣对于行军打仗极为不利,由于防弹材料的限制,那时的防弹衣毫无舒适性可言,随着科学技术的发展,使得人们开始考虑防弹衣的服用性能。
(一)防弹衣的种类不同的分类方式,防弹衣可以分为多种类型。
根据防护等级,可分为防弹片、防低速子弹、防高速子弹三级;根据式样,可分为背心式、夹克式、套头式三种;根据使用对象,可分为地面部队人员防弹系统防破片防弹背心、战车乘员防弹系统防破片防弹衣、保安防弹衣、要人防弹衣等多个品种;根据使用范围,分为警用和军用两种;根据使用材料,分为软体式、硬式和软硬复合式三种。
硬式防弹衣是以特种钢板、超强铝合金等金属材料或者氧化铝~碳化硅等硬质非金属材料为主体防弹材料。
因重量大、坚硬,穿着笨重、行动不便,所以逐渐被淘汰。
(二)防弹纺织品的防弹机理防弹衣的防弹作用,一是将弹体碎裂后形成的碎片弹开;二是通过防弹材料消释弹头能量。
1.软式防弹衣的防弹机理软式防弹衣是利用高强高模纤维制成的,如芳香族聚酰胺、高强聚乙烯、高强聚丙烯等,这些高性能纤维具有远高于一般材料的能量吸收能力。
质地柔韧、重量轻。
它利用“以柔克刚”的原理,在子弹击中织物后纤维将冲击波吸收,从而减少人体的损伤。
这种防弹衣一般只能用于轻火力场合,对重火力武器防护效果不够理想。
从防弹衣吸收能量的角度分析,软式防弹衣防弹原理分为五种方式:织物的变形,即子弹入射方向的变形和入射点临近区域的拉伸变形;织物的破坏,即纤维、纱线以及织物结构的解体;热能,即通过摩擦能的方式散发;声能,即子弹撞击防弹层后发出的声音所消耗的能量;弹体的变形。
三级软质防弹衣各项参数介绍
品牌:浦喆
型号:PZ—205 (价格:1150元)
制造商:河南浦喆电子科技有限公司
技术参数:
1,软质防弹衣是人体防弹装甲,采用高性能聚乙烯纤维无纬布做防弹层,防弹层外采用涂膜防水黑色牛津布做保护套,具有质地柔软,密封性好、防水效果佳的特点;防弹衣外套采用高级藏蓝色仿毛哔叽面料,缝制工艺精细。
2,软质防弹衣达到行业标准GA141-2001《警用防弹衣通用技术条件》中的三级要求,软质防弹层的防护面积≥0.27m2,能防住79式7.62mm轻冲发射的51式7.62mm手枪弹(铅心)的贯穿,分别在5m、7m、10m距离进行常温、高、低温和耐浸水性试验。
3,该系列软质防弹衣经中国兵器工业防弹器材质量监督检测中心检验,其各项性能指标均能满足规定标准。
4,执行标准:符合公安部GA141-2001《警用防弹衣通用技术条件》标准。
芳纶UD不,UD防弹⾯料芳纶UD布芳纶、对位芳纶、防弹芳纶、对位芳纶、芳纶UD布在⼀个⽅向(通常是经向,也有纬向单向织物)具有⼤量的纺织纱或⽆捻粗纱,在另⼀⽅向只有少量并且通常是细的纱,结果实际上布的全部强度都在⼀个⽅向上的⼀种织物。
单向织物的英⽂名称为Uni-Directional Fabric or Cloth,有时简称UD织物,UD布,是⼀种由特种设备织造后经过后处理粘结⽽成的纺织材料/布料。
该织物的织造⽅法由多种,常见的为机织单向织物,是⽤德国多尼尔织机织造,⼀般为径向单向织物,主要⽤于建筑桥梁的抗震修复和加固补强,如⽇本东丽公司的碳纤维单向织物和美国赫⽒碳纤维公司的HEX-3R单向碳纤维布织物;⽆纬碳纤维织物,即⼀般⼈认为的UD布,实际是⼀种预浸⽚材,是⽤特殊设备将纤维按⼀个⽅向排列整齐与树脂粘合⽽成,复合⼀层薄膜或离型纸甚⾄是纤维⽹格;缝编单向织物,是⽤德国进⼝缝编设备将纤维纱线按⼀个⽅向排列,⽤聚酯纱线缝编⽽成的织物,主要⽤于航空航天⼯业和船舶⼯业。
芳纶1414,凯夫拉,超⾼分⼦量聚⼄烯)的⽣产应⽤中。
特点是:减振效果好,膨胀系数⼩,⾻架轻,变形⼩,⽽被⼴泛应⽤在航空⼯业,如雷达罩、电⼦设备舱、发动机外壳、发动机叶⽚、舱门、直伸飞机的浆叶等;船舶⼯业,如帆船、快艇、深海鱼船、救⽣船等;⽤于体育⽤品,如渔杆、滑雪板、冰球杆等;⽤于化学⾏业,如⽴体卧式储罐、管道、⼯作台等;⽤于医疗⾏业,如夹板、绷带、⼈⼯呼吸器等;⽤于军事⼯业,如防护甲、⼤⼝径⽕炮、坦克负重轮等;其他⾏业,如建筑上⽤的增强预制件,剑杠织机上⽤的剑杠、剑带等对位芳纶 UD布在防弹领域应⽤还是⽐较⼴泛的。
超⾼强芳纶纤维(美国DUPONT公司的KEVLAR®芳纶纤维,⽇本TEIJIN公司的TWARON®芳纶纤维)为原材料,应⽤航天特种装备技术与环保型专⽤基体,经精密⼯艺复合制成。
产品质轻、柔韧、平整、致密,综合性能优异。
世界防弹纤维与纺织品特点与新品开发分析【臧华新】一、前言防弹纤维是构成软式防弹衣织物与复合材料的最基本的材料之一,它的结构与性能直接影响防弹衣的防弹性能。
目前,防弹纤维主要有天然纤维、合成纤维两类,以后者为主。
而防弹衣就是指能吸收与耗散弹头、破片动能,阻止穿透并有效保护人体受防护部位的一种服装。
二、防弹终端产品发明过程从19世纪开始,伴随着枪、炮更多的使用,刀、剑、弩等冷兵器逐渐淡出了战争的历史舞台,对个体的防护也逐渐从防刺(砍)等转变为防枪弹(破片)的伤害。
个体防护材料则经历了从天然植物纤维到金属材料再到高强度合成材料的发展。
特别是在现代防弹材料的发展史上,1970年代至1980 年代是具有里程碑的时期。
l972年美国杜邦公司推出了对位芳香族聚酰胺纤维商业化产品--凯芙拉(Kevlar); 1986年美国联合信号公司得到荷兰DSM公司专利许可后,开始以Spectra 为商标生产一种强度更高的纤维--超高分子量聚乙烯纤维。
前者标志着防弹材料由硬质向软质的转变,改变了人们对防弹机理的认识,极大地拓展了防弹材料的空间;后者则加速了防弹材料向轻量化、舒适化的方向发展。
防弹衣发明至今,按照其使用的材料不同主要分为三种!1.硬式防弹衣最初的防弹衣是由钢板或陶瓷制成的,本着"以刚克刚"的理论,利用刚性材料对子弹的反弹提供防护。
但这种防弹衣重量大、坚硬,穿着笨重,行动不便,而且脖子等处无法提供保护,所以逐渐遭淘汰,被后来研制的软式与软硬式防弹衣取代。
2.软式防弹衣这种防弹衣是根据"以柔克刚"的原理,利用高强高模纤维如芳香族聚酰胺、高强聚乙烯、高强聚丙烯等制成的,质地柔韧、质量轻,在子弹击中织物后纤维将冲击波吸收,从而减少人体的损伤,起到防弹效果。
3.软硬式防弹衣在"刚柔并济,软硬兼施"的创意下,人们发明了"软硬式防弹衣",其基体是软式防弹衣,在预留夹层中放置一定厚度的钢板或陶瓷,以增大反弹的功能,主要用于重火力场合。
防弹衣的材料
防弹衣是一种能够提供防护的衣物,通常用于军事、警察、安保等领域。
防弹衣的材料起到了至关重要的作用,下面将介绍一些常见的防弹衣材料。
1. 防弹钢板:防弹钢板是防弹衣中最基本的材料之一,通常采用高硬度钢材制成。
这种钢板具有较强的抗冲击力和耐磨性,能够有效抵御枪弹的侵入。
2. 防刺织物:防刺织物是一种结构紧密、密度较高的织物材料,通常由聚酰胺纤维等高强度纤维制成。
这种材料能够有效防止利器的刺穿和刺破。
3. 软性防弹材料:软性防弹材料是一种采用特殊工艺制成的纤维复合材料,例如芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维等。
这种材料具有较高的拉伸强度和耐冲击性,能够有效减少枪弹的穿透力,并分散冲击力。
4. 陶瓷防弹板:陶瓷防弹板采用陶瓷材料制成,通常是氧化铝、碳化硅等。
这种材料具有较高的硬度和韧性,能够有效抵御弹头的穿透。
除了上述材料外,防弹衣的制作还会采用一些其他的辅助材料,如尼龙布料、聚酯纤维等。
这些材料可以提高防弹衣的强度和耐磨性,并为穿戴者提供舒适的穿着感。
防弹衣的材料选择应根据不同的实际需求来进行,比如防弹等
级、舒适性、灵活性等因素的考虑。
在实际应用中,防弹衣往往是多层叠加的,不同材料的组合能够发挥各自的优势,提供更全面的防护效果。
总的来说,防弹衣的材料选择是一个综合考虑各种因素的过程,需要根据实际需求来选择最适合的材料组合。
随着科学技术的发展,防弹衣的材料也在不断创新和改进,相信未来会有更多高效、轻便、舒适的材料应用于防弹衣的制作中。
纺织材料在军事上的应用——防弹衣纺检086 何旭晖0810110305摘要本文介绍软质防弹材料及其性能,论述软质防弹衣的防弹机理及其影响因素,最后对软质防弹衣的发展趋势进行展望。
作为特种服装, 硬体防弹衣、软体防弹衣及软硬复合体防弹衣的防御性能与防御原理各有不同。
未来的防弹衣不仅要有更有效的防御性, 还要轻便舒适, 这样, 开发新材料和优化结构就成为关键所在。
关键词防弹衣;防御性能;防弹材料;防弹机理引言防弹衣是一种防止流弹或弹片伤害人体重要部位的特种服装,其外观与普通服装区别不大, 但内层特殊的材料及构造却能够在危急时刻抵御弹头, 保护值勤民警的生命。
作为特种服装, 由于特殊的功能要求, 其防御性能是首要的, 而且, 防御性能很大程度上决定其活动性能、穿着舒适性等。
不同种类的防弹衣性能也各不相同。
武器的发展迫使人体装甲必须有相应的进步,作为一种重要的个人防护装备,防弹衣经历了由金属装甲防护板向非金属合成材料的过渡,又由单纯合成材料向合成材料与金属装甲板、陶瓷护片等复合系统发展的过程。
随着科学技术的不断进步,软体防弹材料将显示其越来越强的生命力。
一防弹衣的分类与等级以防弹材料来分, 现代防弹衣有硬体、软体和软硬复合体三种。
硬体防弹衣又称为增强型防弹衣, 防弹材料以特种钢板、超强铝合金等金属材料或者陶瓷等硬质非金属材料为主体, 这类防弹衣虽然可以更有效地起到保护作用, 但是柔软性较差, 比较笨重, 军警一般只在十分危险的情况下使用。
软体防弹衣又称为轻质防弹衣, 防弹材料以高性能纺织纤维为主, 采用纺织品的结构, 重量轻, 并且具有相当的柔软性, 所以穿着舒适, 军警执行日常任务时多穿这类防弹衣。
软硬复合式防弹衣以软质材料为内衬, 以硬质材料为面板和增强材料, 一定程度上集中了硬体、软体防弹衣的优势, 是现代防弹衣的发展方向。
防弹衣以其防御能力分为七个等级。
第一类防御能力最低, 第七类防御能力最强, 通常用其所能抵御的武器来描述。
防弹纺织品简介
防弹纺织品包括防弹衣、防弹背心、防弹头盔等,我们日常所提到的防弹纺织品一般指比较常见的防弹衣。
防弹衣是能够有效地防护各种弹道发射物的防护服装,现代防弹衣是第二次世界大战后发明的,目前已经成为军队不可缺少的防护用品。
现代用纺织纤维材料制作的防弹服,具有重量轻、可设计性强以及可以实现大面积防护等特点,因而应用广泛。
最初的厚重防弹衣对于行军打仗极为不利,由于防弹材料的限制,那时的防弹衣毫无舒适性可言,随着科学技术的发展,使得人们开始考虑防弹衣的服用性能。
(一)防弹衣的种类
不同的分类方式,防弹衣可以分为多种类型。
根据防护等级,可分为防弹片、防低速子弹、防高速子弹三级;根据式样,可分为背心式、夹克式、套头式三种;根据使用对象,可分为地面部队人员防弹系统防破片防弹背心、战车乘员防弹系统防破片防弹衣、保安防弹衣、要人防弹衣等多个品种;根据使用范围,分为警用和军用两种;根据使用材料,分为软体式、硬式和软硬复合式三种。
硬式防弹衣是以特种钢板、超强铝合金等金属材料或者氧化铝~碳化硅等硬质非金属材料为主体防弹材料。
因重量大、坚硬,穿着笨重、行动不便,所以逐渐被淘汰。
(二)防弹纺织品的防弹机理
防弹衣的防弹作用,一是将弹体碎裂后形成的碎片弹开;二是通过防弹材料消释弹头能量。
1.软式防弹衣的防弹机理软式防弹衣是利用高强高模纤维制成的,如芳香族聚酰胺、高强聚乙烯、高强聚丙烯等,这些高性能纤维具有远高于一般材料的能量吸收能力。
质地柔韧、重量轻。
它利用“以柔克刚”的原理,在子弹击中织物后纤维将冲击波吸收,从而减少人体的损伤。
这种防弹衣一般只能用于轻火力场合,对重火力武器防护效果不够理想。
从防弹衣吸收能量的角度分析,软式防弹衣防弹原理分为五种方式:织物的变形,即子弹入射方向的变形和入射点临近区域的拉伸变形;织物的破坏,即纤维、纱线以及织物结构的解体;热能,即通过摩擦能的方式散发;声能,即子弹撞击防弹层后发出的声音所消耗的能量;弹体的变形。
软式防弹衣可用机织物、单向板、针刺非织造毡、针织物等多种纺织品,织物结构不同,其防弹机理也不同。
一般讲,针织物的防弹效果差,而机织物、单向板和针刺非织造毡布有良好的防弹效果。
(1)机织物防弹机理。
当子弹或弹片击中机织物时,冲击波和应变波会在纱线中传播。
因为纱线互相连接、互相作用,所以应变波可在大量纱线中传播,有利于冲击波能量在相对大面积内被吸收。
应变波和能量的消耗速度与纤维的模量有关。
机织物中纱线的连接点会对应变波进行反射,这些连接点可看作固定末端,固定末端处反射波的振幅和原始应变波的振幅同向,应变波被叠加,容易造成纱线过度伸长而断裂。
另外,一些小的弹片或特定的发射物还可把机织物中的单根纱线推开,如果单纯用增加织物密度的方法来解决,会使织物中固定末端增多,反射波增强。
使用基体可以使纱线固定,增强层间的协同作用,使应变波在更多层间传播,但基体本身也会使反射波增强。
(2)单向板防弹机理。
单向板是将纤维单向放置,用热塑性树脂黏结,同时将纤维进行层间交叉、重叠层压而制成的。
这种单向板中纱线没有真正的交叉点,虽然有纤维交叉层间的相互作用,但被反射的应变波已大大减弱了。
这种单向板广泛用于制作防弹背心以及用于软、硬式防弹衣中的增强材料。
(3)针刺非织造毡布防弹机理。
针刺非织造毡布由大量短纤维经针刺制成的,短纤维间交叉点少,纤维含有自由末端,因此几乎没有应变波的固定点。
反射在纤维的自由末端处,反射波的振幅和原始应变波的振幅方向相反,因此两者振幅相互抵消,纤维不会发生过度伸长。
在毡片中纤维的模量和密度一起决定了纤维中应变波的传播速度。
这种非织造毡防弹效果好,最适用于防护爆炸的弹片。
2.软硬复合式防弹衣为提高防弹能力而发展起来的软硬复合式防弹衣,其防弹机理可以用“软硬兼施”来概括。
该防弹衣在夹层中放置一定厚度的钢板和陶瓷等硬质防弹材料,以增大反弹的功能,主要用于重火力场合。
当子弹击中防弹衣时,首先与之发生作用的是硬质防弹材料等;在这一瞬间的接触过程中,子弹和硬质防弹材料都有可能发生形变或断裂,消耗了子弹的大部分能量。
高强纤维织物作为防弹衣的衬垫和第二道防线,吸收、扩散子弹剩余部分的能量,并起到缓冲的作用,从而尽可能地降低非贯穿性损伤。
防弹衣作为一种防护用品,首先应具备的核心性能是防弹性能,同时还应具备一定的服用性能。
防弹农尽可能轻便舒适,人在穿着后能较为灵活地完成各种动作;防弹衣在穿着过程中;仍能维持“人一衣”基本的热湿交换状态,尽可能避免防弹衣内表面湿气的积蓄而给人体造成闷热潮湿等不舒适感,减少体能的消耗。
(三)防弹用纤维材料
用于抗冲击的纤维材料,其性能取决于纤维的断裂能及应力波传递的速度,即要求纤维在高速冲击下的断裂功要高,应力波扩散要快。
材料的拉伸断裂功是材料抵抗外力破坏
所具有的能量,它是一个与拉伸强力和伸长变形相关的函数。
、因此,从理论上说,拉伸强力越高,伸长变形能力也较强的材料,其吸收能量的潜力也越大。
但在实践中,用于防弹衣的材料不允许有过大的变形,所以用于防弹衣的纤维必然同时具有较高的抵抗变形的能力,即高模量。
以前,防弹材料是采用锦纶,由于锦纶防弹衣太重,一般重量大于4.5kg,且抗张强度有限,容易形成不透气层。
目前,作为防弹用的纤维材料主要有以下几种。
1.Kevlar Kevlar是聚对苯二甲酰对苯二胺纤维的商品名,抗张强度是锦纶的2倍多,而吸收弹片动能的能力是锦纶的1.6,是钢的2倍。
由几十层Kevlar和其他纤维面料加工制成的防弹衣,当子弹击中防弹农时,Kevlar便被拉伸,从而将子弹的冲击力分散到织物中的其他纤维上。
用Kevlar制成的防弹衣比锦纶防弹衣重量轻,防弹性能好。
2.PBO纤维和Spectra纤维PBO纤维即聚对亚苯基苯并二恶唑纤维,是一种高结晶度、低密度、高拉伸强度和模量的新型有机纤维,其强度、弹性模量约为对位芳纶Kevlar-49的2倍,并兼有间位芳纶耐热阻燃的性能。
Spectra纤维在保持与Kevlar制品相同防护性能的条件下,具有比Kevlar更优越的性能,由其制成的防弹头盔和背心的重量可减轻1/3。
3.超强聚乙烯纤维超强聚乙烯纤维,荷兰的商品名为Dyneema。
这种纤维的强度比钢高10倍,比芳香族聚酰胺纤维高40%。
它的密度很低,具有优异的力学性能和能量吸收性能,在个体防弹领域有着广泛的应用;如经树脂浸渍后主要用于制作头盔,也可压制成片作为拦截步枪子弹的软硬式防弹衣的芯材,但它在横向、高温和多种树脂的黏结方面性能较差。
4.蜘蛛丝一种名为“黑寡妇”的蜘蛛可吐出高强度的丝,比Kevlar的强度还高得多。
这种蜘蛛网质地比钢铁还坚韧而且非常轻巧,比合成材料轻25%,具有强度大、弹性好、柔软、质轻等优良性能,因此非常适合制造防弹衣。
由于来源极为有限,美军利用生物工程技术研制仿制蜘蛛丝纤维,可进行规模化生产。
5.防弹纤维复合材料防弹纤维复合材料是以纤维为增强材料的树脂基复合材料,通常用的纤维为玻璃纤维、锦纶、陶瓷纤维、碳纤维、石墨纤维、芳纶与聚乙烯纤维等。
还有使用混杂结构材料作为防弹材料,可弥补单一材料的不足,体现出优良的综合性能,如美国杜邦公司开发韵轻型军用头盔,采用高强芳纶与15%-18%的酚醛树脂和聚乙烯基了缩醛混合基体预浸料制成,比用Kevlar 29制得的头盔轻15%。
复合材料具有优良的物理机械性能,其比强度、比模量比金属材料高,其抗声震疲劳性、减震性也大大超过金属材料,更重要的是它其有良好的动能吸收性,且无“二次杀伤效应”,因而具有良好的防弹性能。
使用合适的基体材料制成的复合材料挠曲性能好,在制各防弹背心和头盔时表现出良好的制作性。
其主要韵缺点是耐湿性较差,当潮湿的时候,防弹性能会有所下降,并且成本较高。