我國防刺服的研究和應(yīng)用前景廣闊,當今的防刺服主要有質(zhì)重、體積大、不靈活等缺點,因此,研制出防護能力和靈活性兼具的防刺服是新時期防刺材料的發(fā)展目標和方向。具有剪切增稠行為的非牛頓流體STF,在生產(chǎn)中通常會產(chǎn)生諸如阻礙輸送管道、破壞生產(chǎn)設(shè)備等這些不利的影響,這是由于其具有不可逆絮凝、粒子團聚等特點引起的。因此,人們一方面為減少負面影響而研究如何降低STF粘度,另一方面也在研究如何利用STF的這種增稠性能化害為利,來為生產(chǎn)服務(wù),如設(shè)計阻尼控制設(shè)備、用于減震等領(lǐng)域、研究最新的防彈材料或其它防護設(shè)備等。本文制備出具有剪切增稠行為的STF,并用其處理傳統(tǒng)防護材料UHMWPE及Kevlar纖維織物,以制備出防護性能和靈活性兼?zhèn)涞男滦腿嵝苑来谭?
1剪切增稠液體(STF)
據(jù)英國GIZ雜志報道,20世紀90年代中期,美國在“陸軍研究實驗室”(ARL)EricWetzel博士和“特拉華州立大學(xué)合成物質(zhì)研究中心”(UDTC)NormanWagner教授指導(dǎo)下,運用新型納米技術(shù)成功地研制出了“剪切增稠液體”(ShearThickeningFluid,簡稱STF)。
STF是一種新型功能材料,其在正常狀態(tài)下是略微黏稠的液體,而當受沖擊作用時,表觀粘度會急劇增加,呈現(xiàn)出固體的抗沖擊性能;當沖擊力消失之后,又迅速回復(fù)到原來的柔性狀態(tài)。由此可見,這種剪切增稠效應(yīng)是一種非牛頓流體行為,并且此過程具有可逆性。分散相粒子和分散介質(zhì)共同組成了STF體系,其中,分散相粒子可以分為兩類:一是天然存在的礦物質(zhì);二是化學(xué)合成的聚合物,如二氧化硅和其它氧化物、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、碳酸鈣等,粒子可以是圓盤狀、球體、橢圓體和粘土顆粒等形狀,以其布朗運動、電荷作用、吸收表面活性劑等穩(wěn)定分散在介質(zhì)溶液中,分散方式有單分散、雙分散或多分散;而分散介質(zhì)可以是水、有機物(乙醇、乙烯基乙醇或聚乙二醇)、鹽溶液(緩沖液或氯化鈉溶液等)等單一介質(zhì),也可以是多種介質(zhì)的復(fù)配體。(纖檢雜志)