军事国防用纺织品

军事国防用纺织品庹伟成主要内容一、概述二、防弹衣三、阻燃织物及纺织品四、军工武器类第一节：概述（一）引言（二）国防定义（三）分类第一节：概述（一）引言“1977年前的3422年中，在全世界范围内，只有268年没有军事冲突”。这个事实表明了军事和国防用纺织品的重要意义。长期以来，纺织品对武装力量来说，被认为是“仅次于钢铁工业”的最重要的必不可少的工业之一。美国国防部在其财产目录中约有10000个项目部分地或全部和纺织品有关，其中约有300项是“作战必需品”，如军（制）服、防护服、降落伞、针织套衫、袜子、手套、被单、沙袋、毯子和医院供需品。士兵和平民相比，暴露在室外环境的时间较长，平民、室外人员以及和平时期的战士，在室外活动的时间比重分别是3%、8%和20%，存在着差异。所以对军用服装要求特别苛刻，其设计、研制和被认可的时间比民用服装要长的多。第一节：概述（二）国防定义国防，就是指国家为防备和抵抗侵略，制止武装颠覆，恐怖分子等，保卫国家的主权、统一，领土完整和安全所进行的军事活动，以及与军事有关的政治、经济、科技、外交、教育等方面的活动。第一节：概述（三）分类军事和防御用纺织品可分为两类：防护服装和单兵设备：作战服、防弹背心和防弹头盔、防化服、背包、装备用背带、登山绳索等。用于军工体系和防卫方面的纺织品：帐篷、掩蔽所、降落伞、马具、缆绳、帆布和纺织复合材料（如帐篷等）我的衣服只是耍帅用的哦！第二节：防弹衣（一）防弹衣的防护机理（二）防弹衣的分类（三）防弹材料（四）新型防弹衣简介第二节：防弹衣（一）防弹衣的防护机理1）是将弹体碎裂后形成的破片弹开;2）是通过防弹材料消逝弹头的动能。研究表明，软体防弹背心吸收能量的方式有以下5种：①织物的变形，包括子弹入射方向的变形和入射点临近区域的拉伸变形；②织物的破坏，包括纤维的原纤化、纤维的断裂、纱线结构的解体以及织物结构的解体；③热能，能量通过摩擦以热能的方式散发;④声能，子弹撞击防弹层后发出的声音所消耗的能量；⑤弹体的变形。第二节：防弹衣（二）防弹衣的分类1、硬式防弹装甲。最初是由钢板或高强陶瓷制成的，其主要原理是利用材料的高硬度和高强度来抵抗发射物的冲击，高硬度使子弹冲击后变形，最终停留在防弹材料中。2、软式防弹装甲。利用高模高强纤维制成的，如芳香族聚酰胺、高强聚乙烯、高强聚丙烯等，质地柔韧、重量轻。3、软硬式防弹装甲。一般在软式防弹装甲前的预留夹层中根据需要放置一定的复合材料、钢板或陶瓷防弹插板，以增大防弹的功能，主要用于存在重火力的场合。4、液态性防护服。二十一世纪，被形容为“液态性防弹服”的STF技术是由混于非蒸发性液体（乙二醇和聚乙二醇之类的剪切增稠液体）中的硬质硅胶纳米颗粒的作用，浸渍于织物纤维的STF材料，在通常低能量的状态，即未受到撞击时，它正常流动；当受到触发或碰撞，其纳米颗粒材料就变硬，提供无法估量的防护作用。第二节：防弹衣（三）防弹材料1、芳纶纤维芳纶是一种高科技合成纤维。优势：使背心重量轻、体积小，显著改进防弹性能。芳纶1414有极高的强度，是优质钢材的5~6倍，模量是钢材或玻璃纤维的2~3倍，韧性是钢材的2倍，而重量仅为钢材的1/5。因此被大量应用于国防军工等尖端领域。如防弹衣、防弹头盔、防刺服、排爆服、高强度降落伞、防弹车体、装甲板等。第二节：防弹衣2、超高分子量聚乙烯纤维其又叫高强PE纤维，是当今世界上屈指可数的高科技纤维之一。其强度是碳纤维和芳纶1414的两倍，是目前制造防弹衣的主要材料。主要用途有：①绳索类。因为聚乙烯强度高、模量高、密度小、耐腐蚀性好。②防弹材料。由于它具有优良的吸收冲击的本领，纤维的可加工性好及特别小的密度使它在作防弹或防切割衣服方面具有其他纤维无法比拟的优点。③用作复合材料的增强材料。第二节：防弹衣3、PBO纤维是比芳纶更优异的新一代超级纤维，其冲击最大载荷和能量吸收远远高于芳纶和碳纤维，因此可用以制作防弹头盔、防弹衣、战斗机机身等。第二节：防弹衣新型防弹衣简介(四）新型防弹衣简介①1、防电子防弹衣不仅能防弹，而且还能捕捉炮弹所发出的信号，在几微秒内对信号进行修改，并发送出去，使炮弹提前爆炸。2、蜘蛛丝防弹衣1997年初，美国生物学家发现，一种名叫“黑寡妇”的蜘蛛，可吐出两种很高强度的丝，一种丝的断裂伸长率为27%；另一种丝，具有很高的防断裂强度，比“凯夫拉”纤维的强度还高得多。这种蜘蛛网质地比钢铁还坚韧而且非常轻巧，比合成纤维或生物聚合体质量轻25%；具有强度大、弹性大、柔软、质轻等优良性能，非常适用于防弹衣制造业。新型防弹衣简介3、仿生防弹衣仿生防弹衣采用具有松塔和鹿角等生物的属性制作的。穿上这种防弹衣的士兵，将可以抗风雨、防子弹。因为，松塔能有效地对付潮湿，当大气湿度下降，松塔的鳞状叶子便会自动张开进行“呼吸”。利用类似松塔结构的人造纤维系统，组成新的纤维结构，能适应外界自然条件的变化。第三节：阻燃织物及纺织品（一）定义（二）阻燃、耐高温纤维应具备的条件（三）纤维纺织品的阻燃机理（四）阻燃性能的测试方法（五）几种常见的阻燃纤维第三节：阻燃织物及纺织品（一）定义阻燃织物是指接触火焰或炽热物体时能防止本身被点燃或延缓并终止燃烧的织物。（二）阻燃、耐高温纤维一般应具备的条件1、在高温下能保持常温时的力学性能，长时间暴露在高温环境下，不发生热裂解；2、应具备一般纤维的材料加工性能，一般来说，应能适用于200℃的高温，极限氧指数在27%以上，具有难燃、防火耐热的性能。第三节：阻燃织物及纺织品（三）纤维和纺织品的阻燃机理１、覆盖层作用阻燃剂受热后，在纤维材料表面熔融形成玻璃状覆盖层，成为凝聚相和火焰间的一个屏障，这样既可隔绝氧气，又可以阻止可燃性气体的扩散，还可阻挡热传导和热辐射，减少反馈给纤维材料的热量，从而抑制热裂解和燃烧反应。２、气体稀释作用阻燃剂吸热分解后释放出不燃性气体，如氮气、二氧化碳、氨、二氧化硫等，这些气体稀释了可燃性气体，或使燃烧过程供氧不足。另外，不燃性气体还有散热降温作用。第三节：阻燃织物及纺织品３、吸热作用某些热容量高的阻燃剂在高温下发生相变或脱水、脱卤化氢等吸热分解分解反应，降低了纤维材料表面和火焰区的温度，减慢热裂解反应的速度，抑制可燃性气体的生成。如三水合氧化铝分解时可释放出水，需要消耗大量的脱水热；水转变为气相，也需要吸收大量的热。４、熔滴作用在阻燃剂的作用下，纤维材料发生解聚，熔融温度降低，增加了熔点和着火点之间的温差，使纤维材料在裂解之前软化、收缩、熔融，成为熔融液滴滴落，大部分热量被带走，从而中断了热反馈到材料上的过程，最终中断了燃烧，使火焰自熄。第三节：阻燃织物及纺织品５.提高裂解温度在纤维大分子中引入芳环或芳杂环，增加大分子链间的密集度和内应力，提高纤维的耐热性；或通过大分子链交联环化，改变纤维分子结构，提高炭化程度，抑制热裂解，减少可燃性气体的产生。第三节：阻燃织物及纺织品（四）阻燃性能的测试方法１、基本试验方法指测定材料的燃烧广度（炭化面积和毁损长度）、续燃时间和阴燃时间的方法。一定尺寸的试样，在规定的燃烧箱里用规定的火源点燃１２ｓ除去火源后测定试样的续燃时间和阴燃时间，阴燃停止后，按规定的方法测出毁损长度（炭长）。２、极限氧指数法试验时将试样垂直放于玻璃烟囱中间，控制氮氧混合比例，观察能使织物燃烧所需氧气的最小体积分数，即为该样品的氧指数ＬＯＩ。ＬＯＩ＝［Ｏ２］／［Ｏ２］＋［Ｎ２］Ｘ１００％第三节：阻燃织物及纺织品３、表面燃烧试验法对于铺地纺织品，可用热辐射源法或片剂法。热辐射源法是用一块可燃气为燃料的热辐射板，与水平放置的铺地试样成３０°倾斜，并面向试样。由热辐射板作出标准辐射热通量曲线，而后按规定的方法点燃试验，测出试样的临界辐射热通量ＣＨＦ和试样特定位置上的３０ｍｉｎ辐射热通量值，片剂法是用六亚甲基四胺片剂作火源，测量炭化面积。第三节：阻燃织物及纺织品（五）几种常见的阻燃纤维①１、芳香族聚酰胺纤维。②其主要品种有芳纶13、芳纶14、芳纶1414、芳纶1313。③２、聚丙烯腈氧化纤维。④是生产碳纤维的中间产品，其含碳量在60%左右，LOI值可达60%，具有优良的阻燃性，直接与火焰接触不熔融黏着，在瞬间能耐1300℃以上的高温，有自熄性，燃烧后仅碳化，具有优良的稳定性。由于它的分子结构本身所赋予的，而不像一般纤维靠添加阻燃化合物，因此，其产品具有永久性的耐燃性，所以LOI值高和永久的耐燃性是它的两大特点。第三节：阻燃织物及纺织品３、其他阻燃高温纤维包括芳香族聚酰胺纤维、酚醛纤维、丙烯酸、聚丙酰胺共聚纤维。他们除了阻燃耐高温这一特点外，各自还具有其他特殊性能，以上多数属于芳香族高分子物质，具有优良的耐高温阻燃性能。可用于各种工业滤布、飞机部件、阻燃地毡、体育用品以及某些特殊用途等。第四节：军工武器类（一）纺织复合材料广泛用于军工装备和军事构件。例如：玻璃钢具有良好的抗磁、隔音、电绝缘性和不反射雷达波等特点，特别适合军事装备，广泛用于扫雷艇和巡逻艇等。碳纤维和芳纶增强复合材料具有高的比强度，可替代钢材和铝材料等金属制作军工构件，如战斗机和装甲车等。空军用飞机机身结构和内部部件通常采用纺织复合材料制造，这大大减轻重量。美军AV8B飞机使用的碳纤维增强纤维增强复合材料占结构总重的26%。F13战斗机的硼纤维增强环氧树脂外层材料比钛制外层轻20%，使整个飞机重量减轻几百千克。海军用美国海军Mark46鱼雷中采用复合材料推进器，其性能优于锻铝材料制推进器，并降低生产成本55%，令外还具有质量轻、化学惰性和声学特性方面的优点，如电子侦察不易发现。军用舟桥网架实心舟是一种采用复合材料管材网架作力结构、内部填充发泡材料做成的军用桥器材的舟体，其钢质空心舟无法比拟的抗沉性能和耐腐蚀性能，而且自重较轻，使用寿命更长，工艺流程简单，生产方法简单高效。