最新防彈服碳纖維高性能材料制做

 世界各國都在防護(hù)性服裝材料領(lǐng)域不斷改進(jìn)和提高，這不僅因為它已成為一個獨特的領(lǐng)域更因為它具有開發(fā)新興市場的潛力，也在于它涉及到其他應(yīng)用領(lǐng)域。而今，如何最大限度的提升保護(hù)功能，降低生產(chǎn)成本，讓用戶、供應(yīng)商和制造商多方得利已成為研究的焦點。

防彈纖維材料的開發(fā)最終落實到材料種類的設(shè)計上，如何把陶瓷、金屬與復(fù)合纖維材料整合到一起，即硬質(zhì)與軟質(zhì)材料綜合形成一單種保護(hù)層，并產(chǎn)生強(qiáng)化功能，然后讓各種材料發(fā)揮其獨特的作用。防護(hù)服裝制造商還利用納米技術(shù)改變了復(fù)合材料的效能。今天，多功能防彈服裝材料的設(shè)計效果已初現(xiàn)出來。 內(nèi)容來自123456

CNT強(qiáng)化Z-整合材料

位于美國德州的耐力方案公司打算與納米材料公司聯(lián)合，采用碳納米管強(qiáng)化復(fù)合材料（CNT）開發(fā)商用防護(hù)服裝。其中一家公司為材料供應(yīng)商，另一家則為制造商。制造原理是采用熱壓技術(shù)，讓陶瓷纖維織物在特殊條件下產(chǎn)生反應(yīng)，然后連接Z型導(dǎo)向單層織物，形成很強(qiáng)的Z型防護(hù)功能。其原理是，在受到熱壓之時，碳納米管被碾壓織物經(jīng)環(huán)氧或乙烷樹脂熱高壓注入，其表面可以做成任何形狀的材料，其長度和厚度也不受限制。這種技術(shù)強(qiáng)化了背面變形屬性，改善了強(qiáng)度比率。專家認(rèn)為，這種技術(shù)已經(jīng)他們研究多年，現(xiàn)在才初見成效。除了美國供應(yīng)商提供的陶瓷纖維之外，其他纖維也可利用這種技術(shù)，如防彈背心所用的纖維、高分子量聚乙烯纖維。其成本效應(yīng)從纖維到織物，再到樹脂，使成本效應(yīng)下的碳納米管強(qiáng)化防護(hù)纖維成為復(fù)合材料的單種成分。

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耐力方案公司今年一月推出一種新型制造設(shè)備，專門用于生產(chǎn)飛機(jī)纖維內(nèi)飾板。他們首次用在軍用飛機(jī)上。這種材料可用于飛機(jī)上需要防護(hù)的區(qū)域，尤其是那些脆弱部位。測試成功后，這種材料就拉開了商業(yè)化的序幕。例如，一種厚度不同的纖維鑲嵌板可插入某個部位，使其耐受一定的沖擊或高溫高壓。 123456

鑲?cè)隕玻璃的防彈
在歷史上，防彈材料設(shè)計師習(xí)慣于優(yōu)選堅韌、昂貴且高密度的聚乙烯或類似的材料。但美國韋克復(fù)合材料公司開先河開發(fā)出防彈纖維玻璃板，取名為“ArmorCore”，這種纖維玻璃板可抵抗子彈或炮彈片的沖擊，為人體提供有效的保護(hù)。依據(jù)美國E-玻璃粗紗填料技術(shù)，一種填充材料和樹脂參入其中。根據(jù)實驗安全標(biāo)準(zhǔn)，額定的保護(hù)層實際上只是9層夾心中的一層。依據(jù)板材的用途，可以設(shè)計為不同的厚度，通過加熱壓膜成型。

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該公司成立于1995年，韋克復(fù)合材料公司已搶先占領(lǐng)市場制高點，其產(chǎn)品ArmorCore板材立即受到歡迎，并經(jīng)檢驗符合美國UL752-1-4技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。之后，該公司瞄準(zhǔn)了美國聯(lián)邦、州政府和各地急需這種材料的部門和單位。不久他們收到了一個地方政府的訂單，要求在當(dāng)?shù)厮蟹ㄔ簩徟型?nèi)的法官座椅采用這種防彈纖維材料。

在過去五年中，該公司獲得了長足的發(fā)展，年增長率達(dá)到10%。這得益于他們從市場發(fā)現(xiàn)了這種材料的其他用途。例如，經(jīng)常遭遇龍卷風(fēng)的地方，其建筑急需這種材料。當(dāng)龍卷風(fēng)來臨時，這種強(qiáng)化牢固的材料能很好的保護(hù)各種設(shè)施。值得注意的是，今年一月，武裝警察和阿拉伯海域的海警幾乎都穿這種材料制成的防彈服對付海盜、劫機(jī)者、暴徒。此外，在空中航班處于危險狀況時，乘客可以將其當(dāng)作防身服穿上。一旦發(fā)生空難，這種防護(hù)服可有效的限制沖撞乘客身體的力量，減少死亡，達(dá)到挽救生命的預(yù)期。此外，這種材料廣泛應(yīng)用于需要防護(hù)的聯(lián)邦大廈外墻、財政部金庫、聯(lián)邦調(diào)查局和中央情報局的重要建筑部位等。同樣，這種材料也可用于戰(zhàn)車、直升飛機(jī)、艦艇的裝甲部位。這種材料最大的功效是使其在遭受攻擊時，能有效的防護(hù)，降低沖擊力。此外，內(nèi)層設(shè)置的陶瓷纖維又可以使沖擊物偏離軌跡，滑向一邊，其能量很快消散。

今年以來，美國另一家纖維技術(shù)實業(yè)公司開發(fā)出來的防彈級板也獲得UL 752標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)定。倘若測試完全成功，那么他們的新品將提供更加豐富多用途保護(hù)功能。尤其適用于更廣領(lǐng)域。該公司總裁特利.基干說，他們的產(chǎn)品織入了E玻璃層和熱固樹脂。這種產(chǎn)品代表著他們已正式進(jìn)入防彈服市場。實際上，該公司早在2008年就已開發(fā)出防彈級防護(hù)纖維板，但由于價格太高而未被市場看好。今天，他們生產(chǎn)的玻璃纖維強(qiáng)化板受到市場的追捧。利用E-玻璃生產(chǎn)衍生品的美國公司越來越多，其中許多產(chǎn)品用于交通建設(shè)等部門。 123,123

3-D編織防護(hù)裝

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歷史上，3-D編織曾用于編織厚度很高，且很復(fù)雜的織物，而這些紡織物?入樹脂后，強(qiáng)度遽然改變。目前，大量高強(qiáng)度纖維防護(hù)材料已開始應(yīng)用于航天、軍事和其他需要卓絕性能的工業(yè)領(lǐng)域。 123456

美國另一家企業(yè)，即紡織工程與制造公司利用定制化的花布織機(jī)織造玻璃纖維和碳纖維的矩陣網(wǎng)預(yù)制造防彈材料。在產(chǎn)品中加入了聚酯樹脂。他們的主要作法是，傳統(tǒng)與現(xiàn)代相結(jié)合，利用壓層法完成3-D防護(hù)服的纖維加工和制造。3-D與2-D相比，結(jié)構(gòu)上機(jī)織織物的預(yù)加工分為纖維X、Y、Z導(dǎo)向織物。它給予了防彈最佳消散沖擊力的功用，擁有更加強(qiáng)大的沖擊力抵御能力。3-D擁有2-D不可比擬的防彈性能。它分層抗沖擊力。而另一家公司則采用S-2玻璃和碳纖維相結(jié)合的技術(shù)開發(fā)制造新一代防彈服，也利用耐高溫的陶瓷纖維開發(fā)出矩陣型復(fù)合防彈材料。 內(nèi)容來自123456

美國TEAM公司卻標(biāo)新立異，采取另一方法向美軍提供多種和單種纖維防彈裝甲材料。這種材料的優(yōu)越性是降低了新一代防彈纖維材料的成本。公司提供的單種與多種纖維含10%的碳纖維和90%的S-玻璃材料，批量生產(chǎn)速度極快，降低成本，可電腦控制，用戶定制化生產(chǎn)。此外，優(yōu)化設(shè)計可提供成本與質(zhì)量優(yōu)選。厚度是按照S玻璃要求定制，可用其取代E-玻璃，而E-玻璃的成本卻只有S-玻璃的10%，但其強(qiáng)度和硬度差強(qiáng)人意。但是，這一弱點卻可以用設(shè)計高密度聚乙烯、碳纖維加以解決。

另一家企業(yè)3TEX復(fù)合材料公司也開始織造用戶化3-D防護(hù)裝置，其商標(biāo)名為3WEAVE。由于其交叉卷材可損壞和降低織物性能，他們針對其厚度和用戶的需求加以改變，極端厚度可達(dá)12英寸。近來，該公司的初加工產(chǎn)品已使用在各種防護(hù)設(shè)施上，如裝甲門、裝甲地板、裝甲車、航海器等。3TEX公司也能生產(chǎn)護(hù)身防彈衣，此外他們已開始為美國國土安全局開發(fā)和生產(chǎn)復(fù)合材料防彈系統(tǒng)，以及政府辦公大樓外墻和內(nèi)墻防炸系統(tǒng)。令人稱奇的是，3TEX公司可以為用戶量身定做，制造防彈背心纖維材料、玻璃纖維、高分子量聚乙烯纖維，其中所需碳纖維全部來自美國本土。

新材料優(yōu)化解決方案

美軍已經(jīng)做出最終新一代士兵頭盔（稱為強(qiáng)化格斗頭盔ECH)，今年將正式啟用。其中內(nèi)盔含有碳纖維材料，這種頭盔內(nèi)軟外硬，輕便，材質(zhì)為超高分子量聚乙烯纖維。其中頭盔的重量比過去減輕了20%。這種材料是由霍尼韋爾復(fù)合材料公司開發(fā)，含有一種石碳酸樹脂材料。

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盡管如此，美國的多家高科技纖維企業(yè)還在不斷的研發(fā)，供應(yīng)商、設(shè)計師希望能看到更有效能的纖維產(chǎn)品。其中顯著的特征是高效能和低成本。在這樣的開發(fā)高潮中，美國杜邦公司也不甘寂寞，其防護(hù)材料公司開始向諸多生產(chǎn)企業(yè)提供從設(shè)計到實驗的材料樣品，以準(zhǔn)確評價其經(jīng)濟(jì)和實用價值，其中最主要的是要符合美國軍事和非軍事應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。早在去年，美軍就舉行了別開生面的軍隊裝備新型設(shè)計和多用途頭盔展覽會。

美國媒體認(rèn)為，這種商業(yè)化、低重量、低成本、復(fù)合纖維材料防護(hù)性的安全產(chǎn)品是無與倫比的。與之同時，美國國防部對軍需品要求多功能結(jié)構(gòu)和多種護(hù)身功能。 123,123

盡管世界日新月異，產(chǎn)品不斷推陳出新，但安全對人始終都是最重要的，無論是個人、組織還是飛機(jī)、軍艦、汽車或建筑，這些安全在未來都將成為重中之重。美國在伊拉克和阿富汗的戰(zhàn)爭就已經(jīng)說明，防彈防護(hù)材料已成為未來纖維材料開發(fā)的重要目標(biāo)。