抗穿刺性提高近50%！
ＮＴＭＴ纺织新材料
2023-04-26 11:06:07
【资料图】
在芳纶织物(AF;AF/PAE)表面涂覆水溶性聚丙烯酸酯乳液(PAE)，制备了柔软的复合织物。AF/PAE织物的单位面积重量仅比AF织物高7.1%。在刺突作用下，AF/PAE的最大载荷和吸能能力都比AF高4.5倍左右，在相同的面重或厚度下，AF/PAE的抗刺突性能优于剪切增稠液(STF)浸渍AF (AF/STF)和聚氨酯(PU)喷涂AF (AF/PU)。
然后将羧基多壁碳纳米管（MWCNTs-COOH; 0.4 wt %）添加到AF/PAE中，以进一步增强复合织物的抗穿刺性。添加MWCNTs-COOH后，AF/PAE的抗穿刺性提高了约49.2%。
耐刀割的织物有助于防止受伤和挽救生命。但是一把足够锋利的刀或非常有力的刺戳可以穿透其中一些材料。日前，研究人员在 ACS Applied Nano Materials 报告说，碳纳米管和聚丙烯酸酯加强了传统的芳纶，以生产出轻质、柔软的织物，提供更好的保护。应用包括防刺服装、头盔和鞋垫，以及防切割包装。
软质防弹衣通常由芳纶、超高分子量聚乙烯或碳纤维和玻璃织物制成。它们的抗穿刺性部分取决于这些材料内部纱线纤维之间的摩擦。在某种程度上，更大的摩擦意味着更大的保护。制造商可以通过粗糙化纤维表面来增加摩擦力，但这需要复杂的工艺，而且产品良率低。
或者，可以通过添加另一种成分来增强纱线之间的粘合力，例如纯增稠液（STF）或聚氨酯（PU）涂层。但这些复合织物不能同时满足薄、柔、轻的要求。天津工业大学的Ting-Ting Li，Xing-Xiang Zhang及其同事希望找到另一种方法，在满足这些标准的同时提高性能。
研究人员测试了聚丙烯酸酯乳液(PAE)、STF和PU作为芳纶织物涂层。在模拟刺伤试验中，涂有PAE的芳纶织物比单独使用或与STF或PU结合使用的未涂覆材料性能更好。
众所周知，碳纳米管可以使复合材料更坚韧，将它们添加到芳纶/PAE中可以进一步提高抗冲击性。研究小组表示，这是因为碳纳米管在纤维之间建立了桥梁，从而增加了摩擦。碳纳米管还形成了一个薄的保护性网络，将应力从撞击点分散开，并有助于防止纤维崩解。据研究人员介绍，这种新型轻质、柔韧、抗刺的复合织物在军事和民用方面都很有用。
