Pakaian tahan tusukan komposit lembut baru dengan serat berkinerja tinggi

Di dunia saat ini, dalam konteks perdamaian dan pembangunan, perang lokal tidak pernah berhenti dan serangan teroris terjadi dari waktu ke waktu. Oleh karena itu, penelitian dan pengembangan alat pelindung diri militer dan polisi selalu menarik banyak perhatian. Bagi negara saya, berdasarkan kontrol ketat negara terhadap senjata dan amunisi, ancaman yang dihadapi oleh polisi garis depan terutama datang dari penusukan, pemukulan, peretasan, dll. pada tubuh manusia dengan benda tajam seperti belati dan pisau. Menurut statistik dari Jaringan Polisi China, sejak berdirinya China Baru, lebih dari 14,000 petugas polisi dari organ keamanan publik di seluruh negeri telah tewas secara heroik, dan lebih dari 100,000 petugas polisi telah telah terluka. Menurut statistik pada paruh pertama tahun 2020, total 169 petugas polisi tewas dalam menjalankan tugas. Sebagian besar kematian dan cedera polisi terkait dengan instrumen pembunuhan seperti belati dan bayonet. Bagaimana cara bertahan secara efektif dari serangan fisik senjata jarak dekat ini? Memastikan keamanan pribadi petugas polisi selalu menjadi subjek penting dalam penelitian peralatan polisi.

Pakaian tahan tusukan adalah jenis peralatan yang secara efektif dapat mencegah senjata tajam dan senjata tajam menyerang bagian pelindung dari sudut yang berbeda dan mengurangi ancaman luka tusuk pada bagian pelindung tubuh manusia. Setelah bertahun-tahun melakukan penelitian dan pengembangan, pakaian tahan tusukan secara bertahap berkembang dari pakaian tahan tusukan keras menjadi pakaian tahan tusukan lembut, dengan mempertimbangkan kinerja pemakaian dan kemampuan beradaptasi lingkungan. Pakaian tahan tusukan yang terbuat dari bahan serat berkinerja tinggi baru tidak hanya dapat memenuhi persyaratan kinerja pelindung, tetapi juga memiliki kinerja pemakaian yang lebih baik dalam kualitas, ketebalan, dan kelembutan secara keseluruhan. Artikel ini akan merinci jenis pakaian tahan tusukan yang lembut ini.

Kedua, status pengembangan pakaian tahan tusukan

Menurut sifat bahannya, pakaian tahan tusukan dapat dibagi menjadi pakaian tahan tusukan logam dan pakaian tahan tusukan non-logam. Bahan inti tahan tusukan logam dari pakaian tahan tusukan logam adalah logam, dan juga termasuk bahan komposit dari logam dan bahan tahan tusukan non-logam lainnya. Pakaian tahan tusukan logam asli sebagian besar menggunakan baja, besi dan logam atau paduan lainnya sebagai bahan bantalan beban, dan dibuat menjadi timbangan, lingkaran, kotak, dll untuk merekatkan dengan kain tekstil, atau lembaran logam lengkap ditempatkan di kain tekstil sebagai bahan penahan beban. a Substrat Membuat pakaian tahan tusukan. Jas tahan tusukan logam ini adalah jas tahan tusukan keras dengan kinerja tahan tusukan yang baik, tetapi kekerasan dan kualitas tinggi, permeabilitas udara yang buruk, dan tidak kondusif untuk pergerakan bagasi saat dipakai. Untuk meningkatkan kelembutan pakaian tahan tusukan, para peneliti telah mengembangkan pakaian tahan tusukan logam setengah keras dan setengah lunak. Jenis pakaian tahan tusukan ini mengurangi kualitas dan kekerasan bahan sampai batas tertentu melalui kombinasi bahan logam dan resin. Tidak dapat memenuhi persyaratan industri untuk ringan, tipis dan lembut. Pakaian tahan tusukan non-logam yang terbuat dari bahan serat berkinerja tinggi adalah jenis pakaian tahan tusukan lembut, yang dapat memenuhi persyaratan ringan, tipis dan lembut di atas, dan juga merupakan hotspot penelitian saat ini. Bahan pelindung inti dari setelan tahan tusukan ini terutama adalah serat berkinerja tinggi. Saat ini, pasar diwakili oleh polietilen dan aramid dengan berat molekul sangat tinggi. Kain dan resin digabungkan sebagai lapisan tahan tusukan, dan komposit multi-lapisan memiliki kinerja tahan tusukan yang baik, pemakaian yang fleksibel, dan tidak mempengaruhi aktivitas manusia. Dibandingkan dengan pakaian tahan tusukan logam, kinerja pakaian tahan tusukan non-logam kurang terpengaruh oleh perubahan lingkungan eksternal. Ini memiliki kinerja yang stabil dan penerapan yang lebih tinggi di lingkungan pertempuran derajat -20 derajat -55. Kinerja pakaian tahan tusukan non-logam tidak terlalu terpengaruh oleh perubahan lingkungan eksternal. Ini memiliki kinerja yang stabil dan penerapan yang lebih tinggi di lingkungan pertempuran derajat -20 derajat -55. Kinerja pakaian tahan tusukan non-logam tidak terlalu terpengaruh oleh perubahan lingkungan eksternal. Ini memiliki kinerja yang stabil dan penerapan yang lebih tinggi di lingkungan pertempuran derajat -20 derajat -55.

3. Persyaratan teknis untuk pakaian anti-tikam polisi di negara saya

Berikut ini adalah pengantar lengkap tentang persyaratan pakaian tahan tusukan berdasarkan standar "Pakaian tahan tusukan polisi" GA 68-2019.

3.1 Komposisi pakaian tahan tusukan

Pakaian anti tikam polisi terdiri dari jaket anti tikam, lapisan anti tikam, dan penutup pelindung lapisan anti tikam.

3.2 Persyaratan penampilan

Jaket tahan tusukan harus bebas dari cacat seperti patah, garis mengambang, dan jarum yang hilang. Permukaan bahan lapisan tahan tusukan tidak memiliki cacat seperti kerusakan, lubang yang dalam, goresan, retakan, gerinda, dll. Bahan logam harus dirawat dengan perawatan anti karat, dan bahan non-logam harus halus. Lapisan bahan anti tusukan yang sama harus seragam, rata, dan bebas dari cacat seperti tonjolan dan lipatan lokal. Lapisan tahan tusukan yang terdiri dari beberapa lapis bahan tahan tusukan harus memiliki spesifikasi dan dimensi yang sama.

3.3 Persyaratan kualitas, warna, dan kawasan lindung

Massa pakaian anti tusuk tipe A kurang dari atau sama dengan 2,8 kg, dan massa pakaian anti tusuk tipe B kurang dari atau sama dengan 1,0kg. Mengontrol kualitas produk dapat memastikan bahwa gerakan pemakai dan gerakan taktis tidak akan terpengaruh saat memakainya. Warna jaket pakaian anti tusuk harus biru tua, dan area pelindung lapisan anti tusuk harus lebih besar dari atau sama dengan 0.25m2.

3.4 Persyaratan anti-tikam

Pakaian tahan tusukan Grade A menggunakan pisau D1, dan benda uji menggunakan energi benturan 24J±0.5J untuk menembus pakaian tahan tusuk. Di bawah kondisi tusukan yang efektif, pakaian tahan tusukan tidak menembus; pakaian tahan tusukan tipe-B masing-masing menggunakan alat D2 dan D3, dan badan uji menembus pakaian tahan tusukan dengan energi benturan 24J±0.5J. Dalam kasus tusukan yang efektif, pakaian anti tusukan tidak menembus.

3.5 Tahan air dan kemampuan beradaptasi suhu

Pada suhu kamar, setelah merendam pakaian tahan tusukan dalam air selama 30 menit, atau pada suhu sekitar -20 derajat hingga 55 derajat , kinerja tahan tusukan memenuhi persyaratan.

4. Pakaian baru yang tahan tusukan lembut

Mekanisme tahan tusukan dan peluru berbeda. Antipeluru terutama untuk mencegah kerusakan peluru pada material. Energi kinetik tumbukan peluru menyebarkan energi kinetik ke bahan anti peluru, yang berdifusi dan menyerap pada saat kontak dengan bahan anti peluru. Untuk materi, cara penghancurannya adalah isotropik. Pencegahan tusukan terutama didasarkan pada prinsip penguncian diri gesekan. Saat pisau menembus bagian dalam setelan anti tusuk dengan energi kinetik tertentu, bagian benang serat dari struktur bagian dalam setelan anti tusuk dipotong dan menyusut, sehingga pisau dijepit oleh benang. Benang terus-menerus diregangkan, dan ketahanan gesekannya terhadap pisau mencegah pisau terus menusuk. Pada saat ini, keadaan yang dicapai oleh deformasi kain menjadi keadaan "terkunci". Selama proses tusukan, kerusakan material oleh pahat terutama kerusakan geser dan kerusakan tarik. Oleh karena itu, semakin tinggi kekuatan serat, semakin banyak serat yang dapat dicukur, dan semakin padat struktur benang dalam struktur kain, semakin besar gaya geser yang dapat ditahan oleh pakaian tahan tusukan, dan semakin mudah benang itu sendiri. -kondisi penguncian, semakin mudah untuk mencegah Kinerja tahan tusukan dari setelan tusukan lebih baik.

Serat polietilen dengan berat molekul sangat tinggi dan serat aramid sering digunakan untuk menyiapkan lapisan pelindung inti dari pakaian tahan tusukan karena kekuatan dan modulusnya yang sangat tinggi, dan masing-masing memiliki banyak sifat yang sangat baik. Serat UHMWPE adalah serat terkuat di dunia. Ini kurang padat daripada air dan memiliki bahan rantai molekul yang fleksibel. Ini adalah bahan yang ideal untuk membuat pakaian tahan tusukan yang ringan dan lembut. Namun, karena titik lelehnya yang rendah, kinerja serat akan berkurang secara signifikan pada suhu tinggi, yang membatasi penerapannya di beberapa lingkungan khusus. Kekuatan, modulus dan perpanjangan putus serat aramid lebih rendah daripada serat polietilen dengan berat molekul sangat tinggi, tetapi mereka memiliki ketahanan suhu yang baik dan dapat digunakan dalam beberapa kondisi suhu tinggi. Menggabungkan keunggulan keduanya, penyusunan berbagai jenis pakaian tahan tusukan lunak komposit yang terbuat dari serat UHMWPE dan serat aramid (seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1 dan 2) telah menjadi tren baru dalam pengembangan pakaian tahan tusukan. Pakaian tahan lama. Atas dasar kepuasan kinerja tahan tusukan, pakaian tahan tusukan memiliki karakteristik ringan, tipis dan lembut. Metode persiapan dan pengujian kinerja jenis pakaian tahan tusukan ini dijelaskan di bawah ini. Atas dasar kepuasan kinerja tahan tusukan, pakaian tahan tusukan memiliki karakteristik ringan, tipis dan lembut. Metode persiapan dan pengujian kinerja jenis pakaian tahan tusukan ini dijelaskan di bawah ini. Atas dasar kepuasan kinerja tahan tusukan, pakaian tahan tusukan memiliki karakteristik ringan, tipis dan lembut. Metode persiapan dan pengujian kinerja jenis pakaian tahan tusukan ini dijelaskan di bawah ini.

4.1 Proses persiapan pakaian tahan tusukan

4.1.1 Persiapan serat polietilen dengan berat molekul sangat tinggi

Menggunakan resin polietilen dengan berat molekul sangat tinggi sebagai bahan dasar dan minyak putih domestik sebagai pelarut, larutan stok pemintalan disiapkan dengan menggembungkan dan melarutkan dalam ketel melalui proses pengaturan, dan diaduk dalam sekrup kembar paralel untuk membentuk ekstruder meleleh seragam dan ditransfer ke pemintal Kepala disemprotkan, dan filamen kolagen beku diperoleh melalui proses pencetakan pemintalan gel. Filamen kolagen beku diekstraksi dan diregangkan dalam beberapa tahap, dan akhirnya serat polietilen berkekuatan tinggi dan bermodulus tinggi diperoleh.

4.1.2 Persiapan chip tahan tusukan

Serat polietilen berkekuatan tinggi dan bermodulus tinggi yang disiapkan disebarkan secara merata dengan mesin peletakan, diresapi dengan mesin impregnasi khusus dan cepat disembuhkan, dan kemudian bahan berlapis yang diperoleh secara terus menerus dihubungkan silang dan diperparah pada derajat 0, 90 derajat, 45 derajat, dan 135 derajat. Kain non-anyaman polietilena tahan tusukan dengan berat molekul ultra-tinggi diperoleh. Kain tenun aramid diresapi dan dikeringkan dengan cepat melalui mesin pencelup yang sama untuk mengisi celah antara struktur serat kain tenun.

4.1.3 Persiapan pakaian tahan tusukan

Kain bukan tenunan tahan tusukan UHMWPE (kepadatan lapisan tunggal 150g/m2) dan kain tenun aramid (kepadatan lapisan tunggal 400g/m2) dipotong dan dilaminasi sesuai dengan ukuran proses dan persyaratan kualitas yang ditetapkan, dan ditumpuk dan digabungkan secara berurutan, Mereka disegel panas ke terpal hidrostatik anti-statis khusus untuk membuat chip yang tahan tusukan dan tertutup rapat. Masukkan kepingan tahan tusukan ke dalam jaket pakaian tahan tusukan di urutan depan dan belakang untuk membuat pakaian tahan tusukan.

4.2 Uji kinerja anti-tikaman

4.2.1 Metode pengujian

Eksperimen tusukan dinamis dirancang sesuai dengan standar Kementerian Keamanan Publik 68-2019 "Pakaian Anti Tusuk Polisi" Kementerian Keamanan Publik, menggunakan mesin uji drop-weight dan alat pemotong standar (seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3 dan 4). Langkah-langkah percobaan adalah sebagai berikut:

1) Kemas chip anti-tusukan, tandai titik-titik tusukan di permukaan, jarak antara setiap titik tusukan tidak kurang dari 50mm, dan jarak dari tepi tusukan chip juga harus lebih besar dari 50mm;

2) Perbaiki bahan dasar sesuai dengan persyaratan standar, dan uji tingkat rebound bahan dasar;

3) Panaskan perangkat elektronik ke pembacaan yang stabil, dan kemudian perbaiki chip anti-tikam pada bahan pendukung;

4) Perbaiki alat baru yang tidak digunakan pada benda jatuh dan tempelkan ke penguji berat jatuh;

5) Sejajarkan ujung pisau tusukan dengan titik tusukan chip anti-tusukan, nyalakan tombol turunkan beban, angkat beban jatuhkan ke ketinggian tertentu, dan pastikan benda jatuh dan pisau memiliki energi kinetik 24J bersama;

6) Nyalakan tombol jatuhkan, pisau dan benda yang jatuh akan jatuh bersama untuk menyelesaikan tusukan pertama;

7) Ganti titik penetrasi, ulangi pengujian, dan selesaikan pengujian titik lainnya.

4.2.2 Hasil tes

Dalam banyak pengujian eksperimental dari skema yang berbeda, ditemukan bahwa ketika kain non-anyaman UHMWPE dan kain tenun aramid digabungkan dalam proporsi tertentu, kinerja tahan tusukan dapat dijamin untuk memenuhi standar, dan kualitas tusuk secara keseluruhan. -tahan terhadap pakaian (diuji dengan timbangan elektronik), ketebalan (Diuji dengan alat pengukur ketebalan timbangan elektronik) dan kelembutan (diuji dengan pengukur kelembutan) dapat dipertahankan pada tingkat yang baik. Hasil pengujian ditunjukkan pada Tabel 1.

5. Kesimpulan

Dengan kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi dan peningkatan kesadaran keselamatan masyarakat, pakaian tahan tusukan, sebagai alat pelindung yang penting, semakin banyak digunakan. Dari militer, polisi, dan keamanan hingga pramugari dan petugas jaga, tidak jarang pakaian tahan tusukan dikenakan. Pada saat yang sama, untuk mengatasi lingkungan yang kompleks, persyaratan untuk kinerja pemakaian pakaian tahan tusukan juga terus meningkat. Ringan, ringan, lembut, dan nyaman dipakai pakaian tahan tusukan telah menjadi produk utama, menempati pasar utama.