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摘要21世纪以来,全球各地的恐怖威胁逐步升级,恐怖事件的频发促使个人防护安全性问题，提到一个前所未有的高度。尤其在当今社会来自刀锥等尖锐器对人造成的恐怖威胁依旧很大，丝毫不亚于枪械带来的潜在威胁。本课题主要针对传统防刺材料无法兼顾高灵活性与高防护性能的缺点,因此提出采用剪切增稠流体(STF)与超高分子量聚乙烯(UHMWPE)混合,以制备出一种具有优异防护性能的新型柔性防刺复合材料。本论文拟通过制备不同参数的SiO2剪切增稠流体，并浸渍聚乙烯纤文织物，从而制备出STF高性能纤文柔性防护材料。可从动态穿刺实验中研究各项制备参数对剪切增稠流体与聚乙烯纤文织物复合的新防护材料的防刺性能影响。32979
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本论文以SiO2为分散相,聚乙二醇(PEG)为分散介质采用超声加机械搅拌制备STF,对SiO2粒子的微观形貌以及STF体系流变性能等进行表征和分析。研究结果显示，STF在超过临界剪切速率时，可以明显观察到的剪切增稠现象。用STF浸渍复合后UHMWPE织物的防穿刺性能明显提高。
关键词 剪切增稠流体 聚乙烯纤文织物 防刺性能 流变性能
毕业论文设计说明书外文摘要
Title Preparation of STF / UHMWPE composites and affects of impregnation process
Abstract
In recent years, the terrorist threat throughout the world, personal protection awareness increases, protection has become an important issue in the world. Because in China and many other countries, the use of firearms is strictly regulated, from daggers, bayonets and other sharp, the threat of attack can not be controlled, which makes anti stab materials research and development become the current hot. This topic mainly traditional stab material is difficult to achieve inadequate protection of both the performance and flexibility, proposed using a shear thickening fluid (STF) and ultra high molecular weight polyethylene (UHMWPE) were mixed to prepare a superior protective properties the new flexible anti stab composites. This topic plans prepared by different parameters of SiO2 shear thickening fluid, and polyethylene fibers impregnated fabric, thereby producing a high-performance fiber STF flexible protective material. Effects anti stab properties of shear thickening fluid impregnation process and polyethylene fabric composite of the protective material from the dynamic puncture experiments.
Keywords Shear thickening fluid; STF composite fabric; Stab resistant properties; Rheological properties
目 次
1 绪论1
1.1 研究工作的目的及意义1
1.2 实验原理 2
1.3 制备方法 3
1.4 影响STF流变性能的因素4
1.5 测试方法5
1.6 STF的应用现状 5
2 实验内容6
2.1 实验原料及设备6
2.2 实验过程7
3 实验结果与分析10
3.1 SiO2的表征分析10
3.2 STF体系的动态流变性能12
3.3 不同粒径SiO2及下落高度的防刺性能研究 16
结论 22
致谢 23
参考文献 24
1 绪论
1.1 研究工作的目的与意义
这些年来随着高性能纤文材料的进一步发展，在个体防护防御领域也有很好的发展。近来，有研究表明，可能在实际生产中造成不利影响的剪切增稠液体（STF），在不改变材料防弹和防刺性能的情况下，被用于浸渗高性能防护材料时，可进一步减轻装甲重量，从而显著提高防护装甲的穿戴舒适性。从21世纪开始STF在个体防护装甲上就得到较为广泛的应用，美国特拉华州立大学合成物质研究中心与美国陆军研究试验室下属的“武器原料研究理事会”合作，拟通过STF 浸渗高性能纤文材料的途径来提高个体防护装甲的柔软性，改良装甲的穿戴舒适感[1]。“剪切增稠液体” 能在不改变织物的重量、舒适度和弹性的情况下使织物变得十分强韧，抵御尖锥、子弹和刺刀的袭击。剪切增稠流体的良好性能和未来防刺服舒适性的要求，因此剪切增稠流体复合高性能织物柔性防护材料是目前最有研究价值的防护材料。本课题通过制备剪切增稠流体并浸渍高分子量聚乙烯纤文织物，来进一步研究其防刺性能，希望探求出一种灵活舒适，防刺性能好的剪切增稠流体复合材料。
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