Stato della ricerca e prospettiva di tessuto anti-taglio come la fibra UHMWPE

Al fine di sviluppare prodotti anti-taglio,Lo stato di ricerca del tessuto anti-taglio è stato riassunto. Dal punto di vista della fibra,la proprietà della fibra di acciaio inossidabile,Fibra Uhmwpe,Aramid e fibra di vetro erano introdotto. dalla prospettiva del filo,la proprietà del filo miscelato,filato e filato composito realizzati con speciali sono stati introdotti il ​​trattamento. Dal punto di vista del tessuto,la proprietà del tessuto a maglia,tessuto in tessuto,non tessuto Sono stati introdotti tessuto e tessuto composito. Lo stato dell'applicazione e le carenze del guanto anti-taglio,Sono stati indicati abbigliamento anticutogeni e abbigliamento anti-taglio. La proprietà anti-taglio del tessuto anti-taglio era analizzato,e sono stati confrontati gli standard di test pertinenti in patria e all'estero. Si ritiene che la ricerca di Il tessuto anti-taglio dovrebbe concentrarsi sul meccanismo anti-taglio,Texture e struttura del tessuto e ergonomia umana.

Introduzione

I tessuti anti-taglio sono materiali di sicurezza progettati per proteggere le persone da lesioni causate da strumenti affilati come coltelli e lame. Questi materiali sono essenziali per il personale militare e di polizia, inclusi ufficiali di pattuglia e guardie carcerarie. Inoltre, sono ampiamente utilizzati in industrie civili come costruzione, rinnovamento, produzione di vetro e sostanze chimiche. Lo sviluppo e l'applicazione di tessuti anti-taglio sono cruciali per affrontare potenziali rischi da oggetti acuti.

1. Stato di ricerca dei tessuti anti-taglio

La resistenza al taglio dei tessuti anti-taglio deriva da tre aspetti principali:

• Proprietà in fibra:La trazione e la resistenza al taglio delle fibre sotto stress.
• Struttura del filato: I filati adeguatamente strutturati migliorano il coordinamento e le prestazioni delle fibre.
• Densità del tessuto:Strutture in tessuto più denser resistono alle forze di taglio in modo più efficace.

1.1 Fibre anti-taglio

• Fibre in acciaio inossidabile:Si tratta di materiali industriali morbidi con eccellenti proprietà meccaniche, spesso utilizzate in combinazione con fibre ad alta resistenza per creare tessuti antimdicanti semi-flessibili.
• Fibre uhmwpe: Le fibre di polietilene a peso molecolare ultra-alto presentano un'alta resistenza alla trazione e resistenza all'impatto ma hanno una bassa durezza superficiale, rendendole soggette ad abrasione. Sono in corso ricerche sui rivestimenti e le modifiche resistenti all'abrasione.
• Fibre aramidiche: Conosciuto per la loro alta resistenza e resistenza al taglio, le fibre aramide piaceKevlar Avere limitazioni nella resistenza ai raggi UV e nella durata dell'attrito.
• Fibre di vetro:Legri e forti, queste fibre sono comunemente usate negli strati interni di tessuti per ridurre al minimo l'irritazione della pelle.

1.2 Strutture del filo

• Filati miscelati:La combinazione di fibre diverse compensa i punti deboli individuali, migliorando le prestazioni complessive.
• Filati compositi:I filati core-spun e coperti migliorano le proprietà fisiche e meccaniche delle fibre.
• Filati appositamente trattati:Le tecnologie come i fluidi che tirano a taglio (STF) migliorano la resistenza al taglio mantenendo la flessibilità.

1.3 Strutture in tessuto

• Tessuti a maglia: Fornire una buona resistenza all'impatto ma deformarsi sotto le forze esterne.
• Tessuti tessuti:Offri eccellenti proprietà meccaniche e resistenza al taglio a causa della loro struttura stretta.
• Tessuti non tessuti: Meno efficace contro i tagli, spesso utilizzati nei compositi multistrato.
• Tessuti compositi:Combina vari strati o materiali per ottenere la multifunzionalità.

2. Applicazioni e carenze di tessuti antim-tagli

2.1 guanti anti-taglio

Attualmente, le attrezzature anti-taglio più studiate e prodotte sono i guanti, che possono essere classificati in guanti non rivestiti e rivestiti.

• Guanti non rivestiti: Questi sono morbidi da indossare e hanno un'elevata efficienza di produzione ma mostrano una bassa abrasione e una resistenza al taglio.
• Guanti rivestiti:Questi sono relativamente rigidi e meno flessibili. Sono ulteriormente classificati in guanti completamente rivestiti, guanti con rivestimenti sul palmo e sulla schiena e guanti con rivestimenti solo sulle dita.

Inoltre, ci sono guanti in filo in acciaio realizzati mediante numerosi piccoli anelli metallici, che offrono un'eccellente abrasione e resistenza al taglio, sono comodi da indossare e facili da pulire, sebbene a un costo più elevato.

Negli ultimi anni, con progressi tecnologici, sono stati sviluppati guanti multifunzionali, offrendo caratteristiche come resistenza a basse temperature, ritardo della fiamma e impermeabilizzazione, insieme a proprietà anti-taglio.

2.2 Arma anti-taglio

Le guardie anti-taglio sono progettate per proteggere i bracci dai tagli.

• Guardie in fibra in acciaio: Quelli realizzati con fibre di acciaio inossidabile puro mostrano una bassa resistenza al taglio e una scarsa traspirabilità.
• Guardie di braccia avanzate: Le guardie di bracciale realizzate con fibre UHMWPE o kevlar avvolte attorno al filo in acciaio inossidabile hanno prestazioni eccellenti e comfort migliorato. Tra questi, le guardie di bracciale realizzate con fibre aramidiche sono più comode di quelle realizzate con fibre UHMWPE.

2.3 vestiti antim-tagli

L'abbigliamento anti-taglio è progettato per resistere e mitigare efficacemente le lesioni causate da strumenti acuti.

• Tipi di tessuto: A seconda del processo di produzione, questi indumenti possono essere classificati in tessuti a maglia, tessuti e tessuti e tessuti compositi con varie strutture.
• Esempi: Beijing Tongyi New Materials Co., Ltd. ha sviluppato abiti anti-taglio realizzati con fibre UHMWPE a maglia, raggiungendo un livello di resistenza al taglio di 3-5 sotto lo standard BS EN 388. Questi capi sono leggeri e traspiranti rispetto ai tradizionali tessuti protettivi.

2.4 Carenze

I prodotti attuali spesso danno la priorità alla protezione rispetto al comfort. I problemi includono rigidità, scarsa traspirabilità e ridotta flessibilità dovuta ai rivestimenti aggiunti. Sono necessarie ulteriori ricerche per bilanciare la protezione e l'usurabilità.

3. Ricerca nazionale e internazionale sui test delle prestazioni antitumidiali

Il test delle prestazioni di materiali anti-taglio si concentra principalmente sulla valutazione della loro resistenza al taglio. Tuttavia, attualmente non esistono standard di test stabiliti per fibre e filati. Per risolvere questo problema, i ricercatori a livello globale hanno modificato le apparecchiature meccaniche esistenti o sviluppato dispositivi specializzati.

• Shin HS et al.:Apparecchiature meccaniche esistenti modificate per progettare un morsetto specializzato che applica una tensione regolabile ai filati. Una fotocamera installata sotto la lama registra continuamente il movimento di taglio e il carico laterale nel punto medio del filo. Questi dati vengono utilizzati per calcolare il carico assiale, lo stress e la tensione del filo durante il processo di taglio.
• Mayo J. et al.:Ha sviluppato un dispositivo di test di taglio per singole fibre ad alte prestazioni. Questo dispositivo consente alla lama di penetrare lateralmente la fibra a vari angoli, con un sensore di forza che registra la curva di spostamento della forza durante il processo di taglio.
• Wang Lijuan: Strumenti meccanici esistenti modificati e progettato una piastra a forma di U per proteggere i filati. I filati vengono spostati a una velocità costante fino al taglio e viene analizzata la curva di taglio a spostamento della forza per valutare la loro resistenza al taglio.
• Liang Yu: Progettato un dispositivo di controllo della tensione e sensori di pressione utilizzati e altri strumenti per misurare i segnali di forza di taglio delle pale, i segnali di emissione acustica durante il processo di frattura dei fasci di fibra UHMWPE e la morfologia della frattura dei fasci. Questa configurazione consente l'osservazione in tempo reale del processo di taglio delle fibre UHMWPE.

4.Standard di test nazionali e internazionali

Gli standard di test includono:

• BS EN 388:Misura la resistenza mediante pale circolari rotanti a pressione costante.
• ASTM F1790 e BS EN ISO 13997:Utilizzare le lame diritte per testare la forza richiesta per la penetrazione su una distanza specifica.
• GA 614-2006: Uno standard cinese per i guanti anti-taglio della polizia.

Le differenze chiave nei metodi di test influiscono sui risultati e la mancanza di metodi standardizzati per fibre e filati pone sfide.

Conclusione

Attualmente, non esistono standard stabiliti per testare la resistenza al taglio dei filati, evidenziando la necessità di una migliore ricerca in questo settore. Tali studi consentirebbero una migliore ottimizzazione di materiali in fibra e strutture di filato.

Allo stato attuale, la ricerca nazionale e internazionale sui tessuti anti-taglio si concentra principalmente sulla selezione dei materiali in fibra e sullo studio delle strutture dei filati. Tuttavia, vi è una notevole mancanza di ricerca sui meccanismi di taglio e sulle strutture organizzative del tessuto. Comprendere questi aspetti è cruciale per la progettazione di strutture e processi mirati per i tessuti anti-taglio.

Questo approccio potrebbe affrontare l'attuale sfida di bilanciare l'elevata resistenza al taglio con comoda indossabilità nei tessuti anti-taglio.

In conclusione, la ricerca futura sui tessuti anti-taglio dovrebbe enfatizzare:

• I meccanismi di resistenza al taglio.
• La struttura organizzativa dei tessuti.
• Ergonomia umana.

Queste aree sono essenziali per far avanzare lo sviluppo di tessuti anti-taglio che combinano una protezione superiore con un miglioramento del comfort.

Per saperne di più:Caratteristiche del tessuto in fibra di quarzo per diverse applicazioni