摘要:本文概述高危從業(yè)人員防刺服的應(yīng)用、種類和發(fā)展?fàn)顩r,結(jié)合國內(nèi)外防刺服的研究的現(xiàn)狀,提出防刺服兼?zhèn)浞雷o(hù)能力和靈活性是新型防刺材料的發(fā)展目標(biāo)和方向,并對新型防刺材料的防刺機(jī)理進(jìn)行探討。
關(guān)鍵詞:防刺服;應(yīng)用;發(fā)展;機(jī)理
在“9•11”事件后,反恐更成了全球所關(guān)注的主題。在反恐的同時,反恐戰(zhàn)士自身的防護(hù)應(yīng)該引起重視,因此個體防護(hù)材料的研制和開發(fā)越來越受到各國的重視。個體防護(hù)材料主要包括防彈背心、防割手套、頭盔、防刺服等。在大多數(shù)國家里槍支是受到嚴(yán)格管制的,但在執(zhí)行任務(wù)重來自匕首、刺刀等尖利銳器的威脅卻無處不在,而目前相對于日益成熟的防彈技術(shù),對于防刺領(lǐng)域的研究相對較少。本文從材料種類、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀等方面介紹了防刺服的發(fā)展和前景。
1防刺服的種類
防刺服是用來保護(hù)人體重要器官免受刺刀、匕首等銳器傷害而設(shè)計的一種服裝。其作為個體防護(hù)材料之一,不僅用于軍用及警察安全部門領(lǐng)域,如裝備巡警和獄警等公安執(zhí)法人員,在民用領(lǐng)域也有著普遍的應(yīng)用和強(qiáng)大的發(fā)展?jié)摿,如建筑、裝修等工作人員的防護(hù),擊劍運動員的運動防護(hù),出租車司機(jī)的安全防護(hù),以及摩托車賽車手的防護(hù)等等。
參照防彈衣的分類,按主體防刺材料的柔韌靈活度不同,防刺服可分為硬質(zhì)、半硬質(zhì)、軟質(zhì)和液體防刺服4類。其中,硬質(zhì)防刺服是一種以一定形狀和曲面的硬質(zhì)防刺板作為防刺插板的防刺盔甲,其防刺層全部由特種鋼、鋁合金等金屬組成;半硬質(zhì)防刺服是由幾層復(fù)合而成的具有一定柔韌性的防刺服,中間有一層或幾層由特殊的鋼絲圈或金屬片夾層組成;軟質(zhì)防刺服的防刺主體是采用柔性高性能纖維材料的不同集合體形式復(fù)合而成的;液體防刺復(fù)合材料,主要是由高性能纖維織物和納米顆粒的有機(jī)液體制備而成的復(fù)合材料,是目前防護(hù)材料的主要發(fā)展方向。
4防刺服防刺機(jī)理
被沒有切割刃但尖端鋒銳的工具穿透稱之為穿刺,如冰鑿或者錐等;具有連續(xù)的切割刃的切割工具,具有較長的鋒銳區(qū)域其產(chǎn)生的威脅通常比穿刺更難以停止,防刺主要包括以上所述的防穿刺和防切割兩種。
防刺材料相對防彈材料發(fā)展較晚,防刺機(jī)理的研究遠(yuǎn)沒有防彈機(jī)理成熟。很多人認(rèn)為,能防住高速沖擊子彈的防彈材料對于匕首、刺刀的威脅應(yīng)該同樣具有抵御性,所以防刺機(jī)理可以等同于防彈機(jī)理。事實上研究表明,現(xiàn)有的防彈材料并不能提供足夠的防刺保護(hù),兩者作用機(jī)理并不相同。
防彈衣面臨的主要威脅是子彈高速高能量的沖擊,為散能,主要是通過彈頭變形、纖維應(yīng)變斷裂及沖擊波的傳播方式將能量分散或消耗掉,從而起到防護(hù)作用。而防刺面臨的是低速低能量穿刺或切割的威脅,能量分散范圍較窄,即單位纖維吸能較多。當(dāng)面臨錐或冰鑿等的穿刺威脅時,錐尖更多地會從纖維束之間穿過,對織物破壞很小,因此可以從織物的組織結(jié)構(gòu)方面考慮來提高其防錐性能。對于織物防刺性能的研究,有關(guān)專家建立了相關(guān)的模型并對影響因素進(jìn)行了分析。研究表明,織物受刺刀作用時,由于織物表面會彎曲,要同時承擔(dān)拉伸斷裂和剪切斷裂這兩種能量,其中主要是剪切斷裂。因此,防刺服對于抗剪切性能要求更高。
2防刺材料的現(xiàn)狀
目前研究出的防刺材料種類很多,各有優(yōu)缺點。如鈦金屬箔層防刺材料具有優(yōu)良的防刺、防割性能,但是質(zhì)重,舒適性不好;用熱粘合、縫合等方法結(jié)合在一起的多層結(jié)構(gòu)防刺材料,可通過加入高強(qiáng)金屬絲、陶瓷纖維或者浸漬熱環(huán)氧樹脂、塑性樹脂等增強(qiáng)材料增加防刺性能,提供非常好的防刺效果,但是體積大、不靈活,使得活動不便,隱蔽性能不好;還有在高聚物材料科學(xué)和技術(shù)迅猛發(fā)展的趨勢下,將納米技術(shù)應(yīng)用于高性能有機(jī)合成纖維(如UHMWPE纖維、Kevlar纖維以及逐漸興起的蜘蛛絲纖維、PBO纖維等),制作出柔韌性好,靈活、輕便的材料,使得防刺材料的發(fā)展出現(xiàn)了革命性的飛躍!耙詣偪藙偂钡亩▌菟季S也逐漸被人們突破,而“以柔克剛”推動著新型防刺材料向著高性能、質(zhì)量輕和舒適性兼具的方向進(jìn)一步發(fā)展。(纖檢雜志)