高危從業人員新型STF-防刺服性能和機理探討

高危從業人員新型STF-防刺服性能和機理探討

2012-03-15 09:31:08 來源：網上輕紡城

我國防刺服的研究和應用前景廣闊，當今的防刺服主要有質重、體積大、不靈活等缺點，因此，研製出防護能力和靈活性兼具的防刺服是新時期防刺材料的發展目標和方向。具有剪切增稠行為的非牛頓流體STF，在生產中通常會產生諸如阻礙輸送管道、破壞生產設備等這些不利的影響，這是由於其具有不可逆絮凝、粒子團聚等特點引起的。因此，人們一方面為減少負面影響而研究如何降低STF粘度，另一方面也在研究如何利用STF的這種增稠性能化害為利，來為生產服務，如設計阻尼控制設備、用於減震等領域、研究最新的防彈材料或其它防護設備等。本文製備出具有剪切增稠行為的STF，並用其處理傳統防護材料UHMWPE及Kevlar纖維織物，以製備出防護性能和靈活性兼備的新型柔性防刺服。

1剪切增稠液體（STF）

據英國GIZ雜誌報導，20世紀90年代中期，美國在「陸軍研究實驗室」（ARL）EricWetzel博士和「德拉瓦州立大學合成物質研究中心」（UDTC）NormanWagner教授指導下，運用新型納米技術成功地研製出了「剪切增稠液體」（ShearThickeningFluid，簡稱STF）。

STF是一種新型功能材料，其在正常狀態下是略微黏稠的液體，而當受衝擊作用時，表觀粘度會急劇增加，呈現出固體的抗衝擊性能；當衝擊力消失之後，又迅速回復到原來的柔性狀態。由此可見，這種剪切增稠效應是一種非牛頓流體行為，並且此過程具有可逆性。分散相粒子和分散介質共同組成了STF體系，其中，分散相粒子可以分為兩類：一是天然存在的礦物質；二是化學合成的聚合物，如二氧化矽和其它氧化物、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、碳酸鈣等，粒子可以是圓盤狀、球體、橢圓體和粘土顆粒等形狀，以其布朗運動、電荷作用、吸收表面活性劑等穩定分散在介質溶液中，分散方式有單分散、雙分散或多分散；而分散介質可以是水、有機物（乙醇、乙烯基乙醇或聚乙二醇）、鹽溶液（緩衝液或氯化鈉溶液等）等單一介質，也可以是多種介質的復配體。（纖檢雜誌）