Status de pesquisa e perspectiva de tecido anti-corte, como a fibra UHMWPE

Para desenvolver produtos anti-cortes, Assim,O status de pesquisa do tecido anti-corte foi resumido. Da perspectiva da fibra, Assim,a propriedade da fibra de aço inoxidável, Assim,Fibra UHMWPE, Assim,aramid e fibra de vidro eram introduzido. Da perspectiva do fio, Assim,a propriedade do fio misturado, Assim,fios compostos e fios feitos com especial O tratamento foi introduzido. Da perspectiva do tecido, Assim,a propriedade do tecido de malha, Assim,tecido de tecido, Assim,não tecido Foram introduzidos tecidos e tecido composto. O status do aplicativo e as deficiências da luva anti-corte, Assim,Antigando as roupas de braço e as roupas anti-corte foram apontadas. A propriedade anti-cortação do tecido anti-corte era analisado, Assim,e os padrões de teste relevantes em casa e no exterior foram comparados. Considera -se que a pesquisa de O tecido anti-corte deve se concentrar no mecanismo anti-cortação, Assim,Textura e estrutura de tecido e ergonomia humana.

Introdução

Os tecidos anti-cortadores são materiais de segurança projetados para proteger os indivíduos de lesões causadas por ferramentas nítidas, como facas e lâminas. Esses materiais são essenciais para o pessoal militar e policial, incluindo policiais e guardas da prisão. Além disso, eles são amplamente utilizados em indústrias civis, como construção, reforma, fabricação de vidro e produtos químicos. O desenvolvimento e aplicação de tecidos anti-corte são cruciais para abordar riscos potenciais de objetos nítidos.

1. Status de pesquisa de tecidos anti-corte

A resistência de corte de tecidos anti-cortadores decorre de três aspectos primários:

• Propriedades de fibra:A resistência à tração e cisalhamento das fibras sob estresse.
• Estrutura de fios: Os fios estruturados adequadamente melhoram a coordenação e o desempenho da fibra.
• Densidade de tecido:Estruturas mais densas resistem às forças de corte de maneira mais eficaz.

1.1 Fibras anti-corte

• Fibras de aço inoxidável:São materiais industriais suaves com excelentes propriedades mecânicas, geralmente usadas em combinação com fibras de alta resistência para criar tecidos anti-cortantes semi-flexíveis.
• Fibras Uhmwpe: As fibras de polietileno de peso molecular ultra-alto exibem alta resistência à tração e resistência ao impacto, mas têm baixa dureza da superfície, tornando-as propensas a abrasão. Pesquisas sobre revestimentos e modificações resistentes à abrasão estão em andamento.
• Fibras Aramid: Conhecidos por sua alta resistência e resistência ao corte, fibras aramides comoKevlar Tenha limitações na resistência à UV e durabilidade do atrito.
• Fibras de vidro:Leves e fortes, essas fibras são comumente usadas nas camadas internas de tecidos para minimizar a irritação da pele.

1.2 estruturas de fios

• Fios misturados:A combinação de diferentes fibras compensa as fraquezas individuais, melhorando o desempenho geral.
• Fios compostos:Os fios de núcleo e cobertos aumentam as propriedades físicas e mecânicas das fibras.
• Fios especialmente tratados:Tecnologias como fluidos de espessamento de cisalhamento (STFs) melhoram a resistência ao corte, mantendo a flexibilidade.

1.3 Estruturas de tecido

• Tecidos de malha: Forneça boa resistência ao impacto, mas deformado sob forças externas.
• Tecidos tecidos:Ofereça excelentes propriedades mecânicas e corte a resistência devido à sua estrutura apertada.
• Tecidos não tecidos: Menos eficazes contra cortes, geralmente usados ​​em compósitos multicamadas.
• Tecidos compostos:Combine várias camadas ou materiais para obter multifuncionalidade.

2. Aplicações e deficiências de tecidos anti-corte

2.1 Luvas anti-corte

Atualmente, o equipamento anti-corte mais amplamente pesquisado e produzido são luvas, que podem ser categorizadas em luvas não revestidas e revestidas.

• Luvas não revestidas: Eles são suaves para desgaste e têm alta eficiência de produção, mas exibem baixa abrasão e resistência ao corte.
• Luvas revestidas:Estes são relativamente rígidos e menos flexíveis. Eles são posteriormente classificados em luvas totalmente revestidas, luvas com revestimentos na palma da mão e nas costas e luvas com revestimentos apenas nos dedos.

Além disso, existem luvas de arame de aço feitas interliderando inúmeros pequenos anéis de metal, que proporcionam excelente abrasão e resistência ao corte, são confortáveis ​​de usar e fáceis de limpar, embora a um custo mais alto.

Nos últimos anos, com avanços tecnológicos, foram desenvolvidas luvas multifuncionais, oferecendo características como resistência a baixas temperaturas, retardamento de chama e impermeabilização, além de propriedades anti-corte.

2.2 Guardas de braços anti-corte

Os protetores de braços anti-corte são projetados para proteger os braços dos cortes.

• Guardas de braços de fibra de aço: Aqueles feitos de fibras de aço inoxidável puras exibem baixa resistência ao corte e baixa respirabilidade.
• Guardas de braço avançados: Os protetores de braços feitos de fibras UHMWPE ou kevlar enrolados em torno do fio de aço inoxidável têm excelente desempenho e conforto melhorado. Entre estes, os guarda -braços feitos de fibras de aramida são mais confortáveis ​​do que as feitas de fibras Uhmwpe.

2.3 Roupas anti-corte

As roupas anti-corte foram projetadas para resistir e efetivamente mitigar lesões causadas por ferramentas nítidas.

• Tipos de tecido: Dependendo do processo de fabricação, essas roupas podem ser classificadas em tecidos de malha, tecidos e tecidos compostos com várias estruturas.
• Exemplos: A Pequim Tongyi New Materials Co., Ltd. desenvolveu roupas anti-corte feitas de fibras UHMWPE de malha, alcançando um nível de resistência ao corte de 3-5 sob o padrão BS EN 388. Essas roupas são leves e respiráveis ​​em comparação com os tecidos de proteção tradicionais.

2.4 deficiências

Os produtos atuais geralmente priorizam a proteção sobre o conforto. Os problemas incluem rigidez, baixa respirabilidade e flexibilidade reduzida devido a revestimentos adicionados. Mais pesquisas são necessárias para equilibrar a proteção e a desgaste.

3. Pesquisa nacional e internacional sobre teste de desempenho anti-corte

O teste de desempenho de materiais anti-corte se concentra principalmente na avaliação de sua resistência ao corte. No entanto, atualmente não existem padrões de teste estabelecidos para fibras e fios. Para abordar isso, os pesquisadores globalmente modificaram equipamentos mecânicos existentes ou desenvolveram dispositivos especializados.

• Shin HS et al.:Equipamento mecânico existente modificado para projetar um grampo especializado que aplica tensão ajustável aos fios. Uma câmera instalada sob a lâmina registra continuamente o movimento de corte e a carga lateral no ponto médio do fio. Esses dados são usados ​​para calcular a carga, tensão e tensão axial no fio durante o processo de corte.
• Mayo J. et al.:Desenvolveu um dispositivo de teste de corte para fibras únicas de alto desempenho. Este dispositivo permite que a lâmina penetre na fibra lateralmente em vários ângulos, com um sensor de força registrando a curva de deslocamento de força durante o processo de corte.
• Wang Lijuan: Instrumentos mecânicos existentes modificados e projetou uma placa em forma de U para proteger fios. Os fios são movidos a uma velocidade constante até o corte, e a curva de corte de deslocamento de força é analisada para avaliar sua resistência ao corte.
• Liang yu: Projetou um dispositivo de controle de tensão e utilizou sensores de pressão e outros instrumentos para medir os sinais de força de corte das lâminas, sinais de emissão acústica durante o processo de fratura dos feixes de fibra UHMWPE e a morfologia da fratura dos pacotes. Essa configuração permite a observação em tempo real do processo de corte das fibras UHMWPE.

4.Padrões de teste nacional e internacional

Os padrões de teste incluem:

• BS EN 388:Mede a resistência usando lâminas circulares rotativas sob pressão consistente.
• ASTM F1790 e BS EN ISO 13997:Use lâminas retas para testar a força necessária para a penetração em uma distância específica.
• GA 614-2006: Um padrão chinês para luvas anti-cortinas policiais.

As principais diferenças nos métodos de teste impactam os resultados e a falta de métodos padronizados para fibras e fios apresenta desafios.

Conclusão

Atualmente, não há padrões estabelecidos para testar a resistência ao corte dos fios, destacando a necessidade de pesquisas aprimoradas nessa área. Tais estudos permitiriam melhor otimização de materiais de fibra e estruturas de fios.

Atualmente, pesquisas domésticas e internacionais sobre tecidos anti-cortes se concentram principalmente na seleção de materiais de fibra e no estudo das estruturas de fios. No entanto, há uma falta perceptível de pesquisa sobre os mecanismos de corte e as estruturas organizacionais de tecido. Compreender esses aspectos é crucial para projetar estruturas e processos direcionados para tecidos anti-cortadores.

Essa abordagem pode abordar o desafio atual de equilibrar a resistência de alta corte com a confortável desgaste em tecidos anti-cortadores.

Em conclusão, pesquisas futuras sobre tecidos anti-cortes devem enfatizar:

• Os mecanismos de cortes de resistência.
• A estrutura organizacional dos tecidos.
• Ergonomia humana.

Essas áreas são essenciais para avançar o desenvolvimento de tecidos anti-cortadores que combinam proteção superior com maior conforto.

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