Statut de recherche et perspective de tissu anti-coupe comme la fibre UHMWPE

Afin de développer des produits anti-coupe,Le statut de recherche du tissu anti-coupe a été résumé. Du point de vue de la fibre,la propriété de fibre en acier inoxydable,Fibre uhmwpe,Les aramides et les fibres de verre étaient introduit de la perspective du fil,la propriété du fil mixte,fil composite et fil fait avec spécial Le traitement a été introduit. Du point de vue du tissu,la propriété du tissu tricoté,tissu tissé,non tissé Le tissu et le tissu composite ont été introduits. Le statut de demande et les lacunes du gant anti-coupe,Un bras de bras et des vêtements anti-coupe a été signalé. La propriété anti-coupe du tissu anti-coupe était analysé,et les normes de test pertinentes au pays et à l'étranger ont été comparées. Il est considéré que la recherche de Le tissu anti-coupe devrait se concentrer sur le mécanisme anti-coupe,Texture et structure du tissu et ergonomie humaine.

Introduction

Les tissus anti-coupe sont des matériaux de sécurité conçus pour protéger les individus contre les blessures causées par des outils nets tels que les couteaux et les lames. Ces matériaux sont essentiels pour les militaires et les policiers, y compris les agents de patrouille et les gardiens de prison. De plus, ils sont largement utilisés dans les industries civiles telles que la construction, la rénovation, la fabrication de verre et les produits chimiques. Le développement et l'application de tissus anti-coupe sont cruciaux pour lutter contre les risques potentiels des objets tranchants.

1. Statut de recherche sur les tissus anti-coupe

La résistance à la coupe des tissus anti-coupe provient de trois aspects principaux:

• Propriétés des fibres:La résistance à la traction et au cisaillement des fibres sous contrainte.
• Structure du fil: Les fils structurés appropriés améliorent la coordination et les performances des fibres.
• Densité de tissu:Les structures de tissu plus denses résistent plus efficacement aux forces de coupe.

1.1 Fibres anti-coupe

• Fibres en acier inoxydable:Ce sont des matériaux industriels doux avec d'excellentes propriétés mécaniques, souvent utilisées en combinaison avec des fibres à haute résistance pour créer des tissus anti-coupe semi-flexibles.
• Fibres uhmwpe: Les fibres de polyéthylène à poids moléculaire ultra-élevé présentent une résistance à la traction et à l'impact élevée mais ont une faible dureté de surface, ce qui les rend sujets à l'abrasion. Des recherches sur les revêtements et les modifications résistants à l'abrasion sont en cours.
• Fibres aramides: Connu pour leur résistance élevée et leur résistance coupée, les fibres d'aramide commeKevlar ont des limites dans la résistance aux UV et la durabilité du frottement.
• Fibres de verre:Légers et forts, ces fibres sont couramment utilisées dans les couches intérieures des tissus pour minimiser l'irritation cutanée.

1.2 Structures de fil

• Fils mélangés:La combinaison de différentes fibres compense les faiblesses individuelles, améliorant les performances globales.
• Fils composites:Les fils couverts et couverts améliorent les propriétés physiques et mécaniques des fibres.
• Fils spécialement traités:Des technologies telles que les fluides d'épaissage du cisaillement (STF) améliorent la résistance aux coupes tout en maintenant la flexibilité.

1.3 Structures de tissu

• Tissus tricotés: Fournir une bonne résistance à l'impact mais se déformer sous les forces externes.
• Tissus tissés:Offrez d'excellentes propriétés mécaniques et de la résistance de coupe en raison de leur structure serrée.
• Tissus non tissés: Moins efficace contre les coupes, souvent utilisées dans les composites multicouches.
• Tissus composites:Combinez diverses couches ou matériaux pour obtenir une multifonctionnalité.

2. Applications et lacunes des tissus anti-coupe

2.1 Gants anti-coupe

Actuellement, l'équipement anti-coupe le plus largement étudié et produit est les gants, qui peuvent être classés en gants non revêtus et revêtus.

• Gants non couchés: Celles-ci sont douces à porter et ont une efficacité de production élevée mais présentent une faible abrasion et une résistance coupée.
• Gants revêtus:Celles-ci sont relativement rigides et moins flexibles. Ils sont en outre classés en gants entièrement enduits, des gants avec des revêtements sur la paume et le dos, et des gants avec des revêtements uniquement sur les doigts.

De plus, il y a des gants en fil d'acier fabriqués par l'interclusion de nombreux petits anneaux métalliques, qui offrent une excellente abrasion et une résistance aux coupes, sont confortables à porter et faciles à nettoyer, bien qu'à un coût plus élevé.

Ces dernières années, avec des progrès technologiques, des gants multifonctionnels ont été développés, offrant des caractéristiques telles que la résistance aux basses températures, le retard de la flamme et l'étanchéité, ainsi que les propriétés anti-coupe.

2.2 Ammands anti-coupe

Les bras anti-coupe sont conçus pour protéger les bras contre les coupes.

• Amaisons en fibre d'acier: Ceux fabriqués à partir de fibres en acier inoxydable pur présentent une résistance à faible coupe et une mauvaise respirabilité.
• Advans pour les gardes: Les bras fabriqués à partir de fibres UHMWPE ou de kevlar enroulé autour du fil en acier inoxydable ont d'excellentes performances et un confort amélioré. Parmi ceux-ci, les bras à base de fibres d'aramide sont plus confortables que ceux fabriqués à partir de fibres UHMWPE.

2.3 Vêtements anti-coupe

Les vêtements anti-coupe sont conçus pour résister efficacement et atténuer les blessures causées par des outils nets.

• Types de tissus: Selon le processus de fabrication, ces vêtements peuvent être classés en tissus tricotés, tissus tissés et tissus composites avec diverses structures.
• Exemples: Pékin Tongyi New Materials Co., Ltd. a développé des vêtements anti-coupe fabriqués à partir de fibres UHMWPE tricotées, atteignant un niveau de résistance de coupe de 3-5 Sous la norme BS EN 388. Ces vêtements sont légers et respirants par rapport aux tissus protecteurs traditionnels.

2,4 lacunes

Les produits actuels privilégient souvent la protection contre le confort. Les problèmes comprennent une raideur, une mauvaise respirabilité et une flexibilité réduite en raison des revêtements ajoutés. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour équilibrer la protection et la portabilité.

3. Recherche nationale et internationale sur les tests de performance anti-coupe

Les tests de performances des matériaux anti-coupe se concentrent principalement sur l'évaluation de leur résistance à la coupe. Cependant, il n'y a actuellement aucune norme de test établie pour les fibres et les fils. Pour y remédier, les chercheurs ont soit modifié des équipements mécaniques existants ou des appareils spécialisés développés.

• Shin HS et al .:Équipement mécanique existant modifié pour concevoir une pince spécialisée qui applique une tension réglable aux fils. Une caméra installée sous la lame enregistre en continu le mouvement de coupe et la charge latérale au milieu du fil. Ces données sont utilisées pour calculer la charge axiale, la contrainte et la contrainte sur le fil pendant le processus de coupe.
• Mayo J. et al .:A développé un dispositif d'essai de coupe pour les fibres uniques haute performance. Cet appareil permet à la lame de pénétrer la fibre latéralement à différents angles, avec un capteur de force enregistrant la courbe de déplacement de force pendant le processus de coupe.
• Wang Lijuan: Modification des instruments mécaniques existants et conçu une plaque en forme de U pour sécuriser les fils. Les fils sont déplacés à une vitesse constante jusqu'à la coupe, et la courbe de coupe de déplacement de force est analysée pour évaluer leur résistance aux coupes.
• Liang Yu: Conçu un dispositif de contrôle de tension et utilisé des capteurs de pression et d'autres instruments pour mesurer les signaux de force de coupe des lames, les signaux d'émission acoustique pendant le processus de fracture des faisceaux de fibres UHMWPE et la morphologie de fracture des faisceaux. Cette configuration permet une observation en temps réel du processus de coupe des fibres UHMWPE.

4Normes de tests nationaux et internationaux

Les normes de test comprennent:

• BS EN 388:Mesure la résistance à l'aide de lames circulaires rotatives sous pression cohérente.
• ASTM F1790 et BS EN ISO 13997:Utilisez des lames droites pour tester la force requise pour la pénétration sur une distance spécifique.
• GA 614-2006: Une norme chinoise pour les gants de la police anti-coupe.

Les principales différences dans les méthodes de test ont un impact sur les résultats et le manque de méthodes standardisées pour les fibres et les fils pose des défis.

Conclusion

Actuellement, il n'y a pas de normes établies pour tester la résistance à la coupe des fils, soulignant la nécessité d'une recherche améliorée dans ce domaine. De telles études permettraient une meilleure optimisation des matériaux de fibres et des structures de fil.

À l'heure actuelle, la recherche nationale et internationale sur les tissus anti-coupe se concentre principalement sur la sélection des matériaux de fibres et l'étude des structures de fil. Cependant, il existe un manque de recherche notable sur les mécanismes de coupe et les structures organisationnelles en tissu. Comprendre ces aspects est crucial pour la conception de structures et de processus ciblés pour les tissus anti-coupe.

Cette approche pourrait relever le défi actuel d'équilibrer une résistance à la coupe élevée avec une portabilité confortable dans les tissus anti-coupe.

En conclusion, les recherches futures sur les tissus anti-coupe devraient souligner:

• Les mécanismes de la résistance à la coupe.
• La structure organisationnelle des tissus.
• Ergonomie humaine.

Ces zones sont essentielles pour faire progresser le développement de tissus anti-coupe qui combinent une protection supérieure avec un confort amélioré.

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