Nouveaux vêtements composites souples résistants aux coups avec des fibres haute performance

Dans le monde d'aujourd'hui, dans un contexte de paix et de développement, les guerres locales n'ont jamais cessé et des attentats terroristes se sont produits de temps à autre. Par conséquent, la recherche et le développement d'équipements de protection militaires et policiers ont toujours attiré beaucoup d'attention. Pour mon pays, sur la base du contrôle strict des armes à feu et des munitions, les menaces auxquelles sont confrontés les policiers de première ligne proviennent principalement du perçage, des coups, du piratage, etc. du corps humain par des objets tranchants tels que des poignards et des couteaux. Selon les statistiques de China Police Network, depuis la fondation de la Nouvelle Chine, plus de 14 000 policiers des organes de sécurité publique à travers le pays sont morts héroïquement, et plus de 100 000 policiers ont été blessé. Selon les statistiques du premier semestre 2020, 169 policiers au total ont été tués dans l'exercice de leurs fonctions. La plupart des morts et des blessés de la police sont liés à des instruments meurtriers tels que des poignards et des baïonnettes. Comment se défendre efficacement contre les attaques physiques de ces armes de mêlée ? Assurer la sécurité personnelle des policiers a toujours été un sujet important dans la recherche d'équipements policiers.

Les vêtements anti-coups de couteau sont une sorte d'équipement qui peut empêcher efficacement les armes tranchantes et les armes tranchantes d'attaquer les parties protectrices sous différents angles et réduire la menace de coups de couteau sur les parties protectrices du corps humain. Après des années de recherche et de développement, les vêtements résistants aux coups de couteau sont progressivement passés des vêtements durs résistants aux coups de couteau aux vêtements doux résistants aux coups de couteau, en tenant compte à la fois des performances de port et de l'adaptabilité à l'environnement. Les vêtements résistants aux coups de couteau fabriqués à partir de nouveaux matériaux en fibres hautes performances peuvent non seulement répondre aux exigences de performances de protection, mais également offrir de meilleures performances de port en termes de qualité, d'épaisseur et de douceur. Cet article détaillera ce type de vêtement doux résistant aux coups de couteau.

Deuxièmement, l'état de développement des vêtements résistants aux coups de couteau

Selon les propriétés du matériau, les vêtements résistants aux coups de couteau peuvent être divisés en vêtements résistants aux coups de couteau en métal et vêtements résistants aux coups de couteau non métalliques. Le matériau de base résistant aux coups de couteau des vêtements métalliques résistants aux coups de couteau est le métal, et il comprend également des matériaux composites de métal et d'autres matériaux non métalliques résistants aux coups de couteau. Les vêtements métalliques d'origine résistants aux coups de couteau utilisent principalement de l'acier, du fer et d'autres métaux ou alliages comme matériaux porteurs, et sont transformés en écailles, cercles, carrés, etc. pour se lier aux tissus textiles, ou des tôles métalliques complètes sont placées dans des tissus textiles. comme matériaux porteurs. a Substrat Constitue le vêtement anti-coupure. Cette combinaison anti-coups en métal est une combinaison dure anti-coups avec de bonnes performances anti-coups, mais une dureté et une qualité élevées, une mauvaise perméabilité à l'air et ne favorise pas les mouvements du tronc lorsqu'elle est portée. Pour améliorer la douceur des vêtements résistants aux coups de couteau, les chercheurs ont mis au point des vêtements résistants aux coups de métal mi-dur mi-mou. Ce type de vêtement résistant aux coups de couteau réduit dans une certaine mesure la qualité et la dureté du matériau grâce à la combinaison de matériaux métalliques et de résines. Ne peut pas répondre aux exigences de l'industrie en matière de légèreté, de finesse et de douceur. Les vêtements non métalliques résistants aux coups de couteau fabriqués à partir de matériaux en fibres haute performance sont une sorte de vêtements doux résistants aux coups de couteau, qui peuvent répondre aux exigences ci-dessus de légèreté, de finesse et de douceur, et constituent également un point chaud de la recherche actuelle. Le matériau de protection central de cette combinaison résistante aux coups de couteau est principalement constitué de fibres hautes performances. À l'heure actuelle, le marché est représenté par le polyéthylène et l'aramide de poids moléculaire ultra élevé. Le tissu et la résine sont combinés en une couche anti-coup, et le composite multicouche a de bonnes performances anti-coup, un port flexible et n'affecte pas les activités humaines. Par rapport aux vêtements métalliques résistants aux coups de couteau, les performances des vêtements non métalliques résistants aux coups de couteau sont moins affectées par les changements de l'environnement extérieur. Il a des performances stables et une applicabilité plus élevée dans l'environnement de combat de -20 degré -55 degré. Les performances des vêtements non métalliques résistants aux coups de couteau sont moins affectées par les changements de l'environnement extérieur. Il a des performances stables et une applicabilité plus élevée dans l'environnement de combat de -20 degré -55 degré. Les performances des vêtements non métalliques résistants aux coups de couteau sont moins affectées par les changements de l'environnement extérieur. Il a des performances stables et une applicabilité plus élevée dans l'environnement de combat de -20 degré -55 degré.

3. Exigences techniques pour les vêtements de police anti-couteau dans mon pays

Ce qui suit est une introduction complète aux exigences relatives aux vêtements résistants aux coups de couteau basées sur la norme GA 68-2019 "Police stab-resistant clothing".

3.1 Composition des vêtements anti-coups

Les vêtements anti-coups de police se composent d'une veste anti-coups, d'une couche anti-coups et d'une couche de protection anti-coups.

3.2 Exigences d'apparence

La gaine anti-coupure doit être exempte de défauts tels que bris, lignes flottantes et aiguilles manquantes. La surface du matériau de la couche résistante aux coups de couteau ne présente aucun défaut tel que des dommages, des piqûres profondes, des rayures, des fissures, des bavures, etc. Les matériaux métalliques doivent être traités avec un traitement antirouille et les matériaux non métalliques doivent être lisses. La même couche de matériau anti-coupure doit être uniforme, plate et exempte de défauts tels que des saillies et des plis locaux. Les couches résistantes aux coups constituées de plusieurs couches de matériau résistant aux coups doivent avoir les mêmes spécifications et dimensions.

3.3 Exigences de qualité, de couleur et de zone protégée

La masse des vêtements anti-coups de type A est inférieure ou égale à 2,8 kg, et la masse des vêtements anti-coups de type B est inférieure ou égale à 1,0kg. Le contrôle de la qualité du produit peut garantir que les mouvements et les mouvements tactiques du porteur ne seront pas affectés lorsqu'il le portera. La couleur de la veste anti-couteau doit être bleu marine et la zone de protection de la couche anti-couteau doit être supérieure ou égale à 0.25m2.

3.4 Exigences anti-coup

Les vêtements à l'épreuve des coups de grade A utilisent un couteau D1 et le corps d'essai utilise une énergie d'impact de 24J±0.5J pour percer les vêtements à l'épreuve des coups. Dans des conditions de perforation efficaces, le vêtement anti-perforation ne pénètre pas ; les vêtements résistants aux coups de couteau de type B utilisent respectivement des outils D2 et D3, et le corps d'épreuve perce les vêtements résistants aux coups de couteau avec une énergie d'impact de 24J±0.5J. En cas de perforation efficace, le vêtement anti-perforation ne pénètre pas.

3.5 Résistance à l'eau et adaptabilité à la température

À température ambiante, après avoir immergé les vêtements résistants aux coups dans l'eau pendant 30 minutes, ou à une température ambiante de -20 degrés à 55 degrés, les performances de résistance aux coups répondent aux exigences.

4. Nouveaux vêtements doux et résistants aux coups de couteau

Les mécanismes de résistance aux coups de couteau et aux balles sont différents. Bulletproof est principalement destiné à éviter les dommages causés par les balles au matériau. L'énergie cinétique d'impact de la balle disperse l'énergie cinétique vers le matériau pare-balles, qui diffuse et absorbe au moment du contact avec le matériau pare-balles. Pour la matière, la voie de destruction est isotrope. La prévention des coups de poignard repose principalement sur le principe de l'autoblocage par friction. Lorsque le couteau perce l'intérieur de la combinaison anti-couteau avec une certaine énergie cinétique, la partie fil de fibres de la structure interne de la combinaison anti-couteau est coupée et rétrécie, de sorte que le couteau est serré par le fil. Le fil est constamment étiré et sa résistance au frottement avec le couteau empêche le couteau de continuer à percer. A ce moment, l'état atteint par la déformation du tissu devient l'état "verrouillé". Pendant le processus de perforation, les dommages causés au matériau par l'outil sont principalement des dommages de cisaillement et des dommages de traction. Par conséquent, plus la résistance de la fibre est élevée, plus il y a de fibres qui peuvent être cisaillées et plus la structure du fil dans la structure du tissu est dense, plus le vêtement résistant aux coups de couteau peut résister à la force de cisaillement et plus le fil est facile à enrouler. -état de verrouillage, plus il est facile d'empêcher La performance anti-coup de la combinaison est meilleure.

Les fibres de polyéthylène de poids moléculaire ultra élevé et les fibres d'aramide sont souvent utilisées pour préparer la couche protectrice centrale des vêtements résistants aux coups de couteau en raison de leur résistance et de leur module ultra élevés, et chacune possède de nombreuses propriétés excellentes. Les fibres UHMWPE sont les fibres les plus résistantes au monde. Il est moins dense que l'eau et possède une chaîne moléculaire flexible. C'est une matière idéale pour confectionner des vêtements légers et doux résistants aux coups de couteau. Cependant, du fait de son bas point de fusion, les performances de la fibre seront considérablement réduites à haute température, ce qui limite son application dans certains environnements particuliers. La résistance, le module et l'allongement à la rupture des fibres d'aramide sont inférieurs à ceux des fibres de polyéthylène de poids moléculaire ultra élevé, mais elles ont une bonne résistance à la température et peuvent être utilisées dans certaines conditions de température élevée. Combinant les avantages des deux, la préparation de divers types de vêtements composites souples résistants aux coups de couteau en fibre UHMWPE et en fibre d'aramide (comme le montrent les figures 1 et 2) est devenue une nouvelle tendance dans le développement de vêtements résistants aux coups de couteau. Vêtements résistants. Sur la base de la satisfaction des performances de résistance aux coups, le vêtement résistant aux coups présente les caractéristiques de légèreté, de finesse et de douceur. Les méthodes de préparation et de test de performance de ce type de vêtements anti-coups sont décrites ci-dessous. Sur la base de la satisfaction des performances de résistance aux coups, le vêtement résistant aux coups présente les caractéristiques de légèreté, de finesse et de douceur. Les méthodes de préparation et de test de performance de ce type de vêtements anti-coups sont décrites ci-dessous. Sur la base de la satisfaction des performances de résistance aux coups, le vêtement résistant aux coups présente les caractéristiques de légèreté, de finesse et de douceur. Les méthodes de préparation et de test de performance de ce type de vêtements anti-coups sont décrites ci-dessous.

4.1 Processus de préparation des vêtements anti-coups

4.1.1 Préparation des fibres de polyéthylène à ultra haut poids moléculaire

En utilisant une résine de polyéthylène de poids moléculaire ultra élevé comme matériau de base et de l'huile blanche domestique comme solvant, la solution de filature est préparée en gonflant et en se dissolvant dans la bouilloire tout au long du processus de prise, et est agitée dans une double vis parallèle pour former un extrudeuse à fusion uniforme et transférée à la filière La tête est pulvérisée et les filaments de collagène congelés sont obtenus par le processus de moulage par filature de gel. Les filaments de collagène congelés sont extraits et étirés en plusieurs étapes, et enfin des fibres de polyéthylène à haute résistance et haut module sont obtenues.

4.1.2 Préparation des copeaux résistants aux coups

Les fibres de polyéthylène à haute résistance et à haut module préparées sont réparties uniformément avec une machine de pose, imprégnées d'une machine d'imprégnation spéciale et rapidement durcies, puis le matériau en couches obtenu est réticulé en continu et composé à 0 degré, 90 degrés, 45 degrés et 135 degrés. Le tissu non tissé en polyéthylène de poids moléculaire ultra-élevé résistant aux coups a été obtenu. Le tissu tissé en aramide est imprégné et durci rapidement dans la même machine de trempage pour remplir les espaces entre les structures de fibres du tissu tissé.

4.1.3 Préparation des vêtements anti-coups

Le tissu non tissé résistant aux coups UHMWPE (densité monocouche 150g/m2) et le tissu tissé aramide (densité monocouche 400g/m2) sont coupés et laminés selon les exigences de taille et de qualité du processus établis, et empilés et combinés en séquence, Ils sont thermoscellés dans une bâche hydrostatique antistatique spéciale pour créer une puce hermétiquement scellée et résistante aux coups de couteau. Insérez les puces anti-coups dans la veste de vêtements anti-coups dans l'ordre de l'avant et de l'arrière pour fabriquer des vêtements résistants aux coups.

4.2 Test de performance anti-coup

4.2.1 Méthode d'essai

L'expérience de perforation dynamique a été conçue conformément à la norme GA 68-2019 "Police Stab-Proof Clothing" du ministère de la Sécurité publique, à l'aide d'une machine d'essai de poids tombant et d'outils de coupe standard (comme illustré dans les figures 3 et 4). Les étapes expérimentales sont les suivantes :

1) Emballez la puce anti-crevaison, marquez les points de perforation sur la surface, la distance entre chaque point de perforation n'est pas inférieure à 50 mm et la distance depuis le bord de la puce de perforation doit également être supérieure à 50 mm ;

2) Fixez le matériau de base conformément aux exigences standard et testez le taux de rebond du matériau de base ;

3) Préchauffez l'appareil électronique à une lecture stable, puis fixez la puce anti-coup sur le matériau de support.

4) Fixez le nouvel outil inutilisé sur le corps tombant et fixez-le au testeur de chute de poids ;

5) Alignez la pointe de la lame de perforation avec le point de perforation de la puce anti-crevaison, activez le bouton de poids de chute, soulevez le poids de chute à une certaine hauteur et assurez-vous que le corps de chute et le couteau ont une énergie cinétique de 24J. ensemble;

6) Allumez le bouton de chute, le couteau et le corps tombant tomberont ensemble pour terminer la première ponction ;

7) Remplacez le point de pénétration, répétez le test et terminez le test des autres points.

4.2.2 Résultats des tests

Dans de nombreux tests expérimentaux de différents schémas, il a été constaté que lorsque le tissu non tissé UHMWPE et le tissu tissé en aramide sont mélangés dans une certaine proportion, la performance anti-coup peut être garantie pour répondre à la norme, et la qualité globale de stab -proof est résistant aux vêtements (testé avec une balance électronique), l'épaisseur (testé avec une jauge d'épaisseur à balance électronique) et la douceur (testée avec un testeur de douceur) peuvent être maintenues à un bon niveau. Les résultats des tests sont présentés dans le tableau 1.

5. Conclusion

Avec les progrès de la science et de la technologie et l'amélioration de la sensibilisation des personnes à la sécurité, les vêtements résistants aux coups de couteau, en tant qu'équipement de protection important, ont été de plus en plus largement utilisés. De l'armée, de la police et de la sécurité aux agents de bord et aux officiers de service, il n'est pas rare que des combinaisons résistantes aux coups soient portées. Dans le même temps, afin de faire face à l'environnement complexe, les exigences relatives aux performances de port des vêtements résistants aux coups de couteau sont également en constante amélioration. Légers, légers, doux et confortables à porter, les vêtements résistants aux coups de couteau sont devenus un produit courant, occupant un marché majeur.