胶粘剂对芳纶无纬布防弹性能的影响

吴中伟1,2高沛2刘元坤1,2潘智勇1,2梁立1,2方心灵1,2
　　
　　（1北京雷特新技术实业公司北京100074；2北京航天试验技术研究所北京100074）
　　
　　【摘要】通过物理共混的方法，将固化剂及消泡剂加入到丙烯酸酯胶粘剂中，从而改善丙烯酸酯胶粘剂织造的无纬布表面粘手及不平整的问题，并利用电子拉力实验机对无纬布进行力学性能测试。研究表明：固化剂的添加可明显提高布样的粘结强度，并且布样的表面不粘手；消泡剂的添加能够明显改善布样的表观质量，布样表面平整、无气泡；添加固化剂可提高布样的力学性能，同时还可提高了材料的防弹性能，子弹穿透层数减少，布样的平均凹陷明显降低，减少了对人体的二次钝伤。
　　
　　关键词：芳纶无纬布防弹胶粘剂固化剂消泡剂
　　
　　1引言
　　
　　近年来，由于一些国际性的暴力和恐怖事件的发生，大大促进了各类个体防护用品的开发和研究，尤其是防弹类材料的发展取得了很大的进展。无纬布又称单向布或UD布，是将纤维单向平行排列并用胶粘剂粘结，同时将单向的纤维布进行0°/90°层间交叉，再用胶粘剂粘结并压制而成的片材[1,2]。无纬布与机织布相比，无纬布更有利于将子弹瞬间产生的冲击波迅速扩展，产生协同的抗弹效果，同时无纬布还避免了机织布在编织过程中的部分损伤，抗弹性能明显优于其他的织物形式，大量报道也证实了这种说法[3~5]。传统的编织物受到弹丸冲击时产生的冲击波或张力波通过织物的纱线向周围传播。有利的方面是由于纱线的交错使冲击波在很大范围扩散，使能量在较大的面积上被吸收；不利的方面是由于在纤维的交错点反射部分冲击波，反射波的振幅和冲击波的振幅相同，造成波的叠加，容易使纤维断裂。
　　
　　目前无纬布的种类很多，芳纶无纬布是其中非常重要的一种，它是以对位芳纶纤维作为原材料加工而成的片材，多层芳纶无纬布进行层间叠合并配合其他材料即可有效地防御子弹及弹片的攻击，为人类提供有效的个体防护。
　　
　　本文研究了固化剂对生产布样效率的影响，并对布样的防弹性能进行了比较，同时添加消泡剂对布样的表观质量进行了改善，以提高布样美观程度。
　　
　　2实验部分
　　
　　2.1实验原料
　　
　　胶粘剂为泰兴市中纺助剂公司产品；固化剂为自制，活性含量100%，粘度<200mpa.s；消泡剂为自制。
　　
　　2.2芳纶无纬布的制备
　　
　　芳纶纤维无纬布是在无纬布生产设备中，通过展丝、浸胶/涂胶、干燥等工序制成的。
　　
　　2.3性能测试
　　
　　在电子万能实验机（QJ210，上海倾技仪器有限公司）上进行顶破及撕裂实验测试，顶破速率为20mm/min，撕裂速率为50mm/min。
　　
　　交联度：称取0.6g样品于索氏提取器中，用丙酮连续抽提15h，样品残余重量与原始之比为交联度。
　　
　　剥离强度：测试布样结构尺寸如图1所示，测试布样剥离速度为50.0mm/min。

　　图1剥离实验布样示意图

　　将布样放入温度为-20±2℃恒温箱内保持4h，然后进行低温力学性能测试。