2摘要就第代高性能聚乙烯防護服裝在各類防護服中的應用進行了探討。

　　超高強聚乙烯纖維在各類防護服裝的應用越來越廣泛，高性能聚乙烯纖維1圯，以特殊的綜合性能使其在現(xiàn)有防護服裝缺乏的地方大顯身手，這些性能包栝其特有的耐磨性能高模高強比重*低*強的耐化學腐蝕性能和抗剪切性能。高強聚乙烯纖維防護服裝越來越明顯的優(yōu)勢使得其能在這領(lǐng)域獨領(lǐng)風騷。

　　1高性能聚乙烯長絲纖維高性能聚乙烯長絲纖維是由具有高分子氈的聚乙烯聚合物制造而成的。聚乙烯是種通過正常結(jié)晶或通過鏈折疊固化具有定韌性的分子鏈形成的大分子物質(zhì)，分子鏈的折疊部分對纖維的強度貢獻不大，因此，通過普通方法獲得的聚乙烯纖維內(nèi)的大分子是呈折疊狀的，該種纖維并不具有特別突出的物理機械性能3相比較而言。高性能聚乙烯纖維是采用種特殊的方法而制得的，這種方法能使聚乙烯纖維分子鏈以種擴展態(tài)的高取向狀態(tài)進行結(jié)晶。正是由于聚合物的分子鏈的擴展和沿分子軸向的高取向結(jié)構(gòu)，使得該高性能聚乙烯具有些優(yōu)良的機械性能，如較高的拉伸斷裂強度和較高的模量。

　　1.1纖維的特性，程應用中的高性能聚乙烯纖維的拉伸斷裂強度同其它類如碳纖維聚酰胺纖維玻璃纖維等高性能纖維相類似；但因為高性能聚乙烯纖維的密度比其它高性能纖維低0.968，為高模碳纖維的13，聚酰胺纖維的23，因此。它的斷裂強度特別高，大約是同等條件1的傳統(tǒng)高模碳纖維強度的兩倍，同其它原，樣，高性能聚乙烯纖維也有其本身的局限性該種纖維的熔點相對比較低，天然的化學惰性不利于纖維粘附在其周圍基質(zhì)上。因為這種聚乙烯本身的天然特性。使得我們不能明顯提高這種高性能纖維1.1.1抗剪切性能身體中zui容易受到傷害的部分是手，即使對尹采用廣保護措施，如戴上手套并安裝報鷲裝置，手和手指的傷害事故仍占所有1廠餌故的25多。很明顯，增強對手的保護措施仍是件很重要的并情，而高性能聚乙烯纖維在這方面具有諸多的優(yōu)勢。因為聚乙烯手感柔軟，因此用它制作的防護手套戴起來更加舒適；另方面，因為高性能聚乙烯纖維的耐磨性能比較好，所以用其做的手套使用壽命比較長。

　　4人們切割不再具有使用價值的高性能聚乙烯纖維產(chǎn)品時，發(fā)現(xiàn)它的抗剪切能力特別高。

　　1.1.2抗剪切性能的評估測試防護手套的抗剪切性能，除此之外33丁自動耐磨抗剪切測試儀也能用來評估其它韌性材料的抗剪切性能。

　　采用丁漢自動耐磨抗剪切測試儀，能更真實地反映織物的抗剪切性能，獲得較客觀的結(jié)果。1丁測試儀不僅可以測平坦織物，也可以測手套的手指節(jié)部分。測試手套的手指節(jié)部分時，要將其夾持在靠近凸輪的地方，平坦織物則應該夾持在測試儀的兩端。測試時，應選擇好合適的測試凸輪凸輪旋轉(zhuǎn)的速度和剪切刀的剪切力值。旦測試開始，自動計數(shù)器便會記錄凸輪轉(zhuǎn)動的圈數(shù)，直到測試停止。

　　1.1.3抗剪切手套幾乎所有的手套都具有定的抗剪切能力，這是因為，手套是種附屬的東西，在剪切力快要觸及到手時，總是要先劃破手套。

　　棉型手套皮革手套和毛圈織物手套都具有定程度的抗剪切力。但是，對于用在*易造成裂口的高危險環(huán)境中使用的產(chǎn)品來說，制造時應盡可能提高其抗剪切能力，從而使其具有zui大的保護性能。這類高危險環(huán)境包括我們的手能直接接觸到物體的尖邊刀片碎玻璃薄片狀的金屬發(fā)霉的注射器紙，甚至是纖維。高密聚乙烯聚合物的天然潤滑性能常使得高性能聚乙烯纖維很容易從橫在纖維的刀片和其它尖厲刀口中滑脫出來；這種潤滑性能對提高高性能聚乙烯的耐磨性能也有明顯的正面影響。

　　高性能聚乙烯纖維的而很潔凈，用其制作的手套不容易上銹，般用溫水和中性洗滌劑就可以很容易地將其洗干凈。對于食物加工過程中的傳染問，尤其能體現(xiàn)這種手套的優(yōu)越性。高性能聚乙烯因其具有很好廣廣泛的利用，這其中包括經(jīng)過漂白獲得可重復利用的手套。高性能聚乙烯纖維的吸濕性比較低不到2，故不僅其制作的手套很易風干，而且也減小了細菌在其纖維面繁殖的可能性。

　　因為高性能聚乙烯纖維防護手套的柔韌性能比較好，因此戴上這種手套不象戴其它柔韌性較差的防護手套那樣容易夾住手指或使手指容易疲勞。

　　大多數(shù)用干制造抗剪切手套的紗線可用幾種不同纖維或較小的紗線混合而成。在許多情況下，抗剪切性能很高的紗線實際上都是混合紗線結(jié)構(gòu)。在混合紗線內(nèi)部，單紗或纖維通過加拈合股甚至包纏的辦法結(jié)合在起形成股高抗剪切紗線。通過結(jié)合不同種類的纖維，有利于提高整理后的紗線性能。

　　1.2防護汗衫皮革制夾克衫相對來說容易割破切破和穿破。而高性能聚乙烯汗衫的抗剪切和耐磨性能都相當好，服用的壽命也比較長；另外這種構(gòu)造的汗衫穿起來比較舒適，這是因為空氣在汗衫的編織結(jié)構(gòu)中的流通比皮革夾克衫中流通方便，這點對那些炎熱和潮濕地方的使用者來說尤其重要，如南部和西部穿用，否則會很不舒眼。zui后點，因為高性能聚乙烯汗衫不僅易洗，還易烘干，所以這種織物很容易保存。

　　高性能聚乙烯汗衫在替用服裝中也有所應用。這種汗衫在保護比子彈襲擊威力還要嚴重的刀切和刀砍這類威脅中特別具有使用價值因為編織織物的抗剪切性能雖好，但對諸如刀捕之類的穿透威脅則差些，這是因為編織物是種網(wǎng)眼織物。

　　1.3醫(yī)用手套內(nèi)墊保健護理，作中首次采用的預防性保護措施是穿戴多層橡膠手套以避免病毒感染，隨著對這種橡膠手套的需求不斷增長，橡膠手套的數(shù)量和價格也水漲船高。相反，這種橡膠手套對預防遭受割破和劃破這類偶然的書故的附加功用卻微乎其微，理想的狀況足，尹套不僅要能夠?qū)⑹滞h(huán)境分離開來，還要能夠保護手免于遭受到偶然的割破和劃破這種手套還要能夠不影響手指的靈活性和感覺。另外，該種手套還應具備超期敖用仍能感到舒適的的功能，用高性能聚乙烯纖維手套襯墊則能夠滿足上述大多數(shù)要求。該忖墊不僅可以提供高水準的抗剪切性能，而且還具有較好的觸覺敏感性能，戴上它來觸摸1盎司的硬幣可以判斷出它的士面和反面。高性能聚乙烯纖維手套襯墊的耐用性能稍遜于外科用橡膠手套，但它的抗剪切性能為外科橡膠手套的30多倍，是皮革于套的15倍。將這種手套襯墊從橡膠手套中取出，后，還町以再利用。測試明，在不影響+套抗剪切性能的情況下，高性能聚乙烯手套襯墊在經(jīng)過消毒處理后可重復使用12次以上。但美中不足的是，這種手套因其本身編織結(jié)構(gòu)上的缺點，使它對偶然的針刺傷害卻無能為力=臨床試驗明，高性能聚乙烯手套襯墊具有廣泛的商用價值。另外。高性能聚乙烯手套不僅具有很強的防7砍和刀割防護性能，還具有其他方面的長處。通過市場調(diào)研獲悉，高性能聚乙烯手套襯墊不僅暖和，而且芯吸皮膚排汗性能好。使人手保持干燥舒適=部分醫(yī)生在戴橡膠手套前，習慣于用漂白消毒劑或0吐溶劑洗下手，而高性能聚乙烯手套襯墊能夠耐這兩種溶劑的侵蝕。

　　1.4防鏈鋸剪切性能高性能聚乙烯纖維另外還有種用途是用來制怍保護人們免受鏈形鋸齒傷害的防護眼。zui早用尸該用途的是用22層抗沖擊尼龍時料制成的防護服。而高性能聚乙烯服僅由兩層非織造布組成。該種非織造結(jié)構(gòu)的防護眼能夠使人免遭速度在每分鐘3200英尺高速運動鏈鋸的傷害。

　　2防彈系統(tǒng)中的應用高性能聚乙烯纖維的比強度高，吸收能是采用高韌度高性能聚乙烯纖維制造柔軟舒適的防彈服裝材料；3是利用該，纖維吸收能的能力強的特點制作強度*高的復合材料防彈服裝。

　　2.1柔軟型防彈系統(tǒng)制造防彈服除了考慮其性能外，還要考慮其穿著舒適性能，般來說，影響防彈眼舒適性能zui主要的個指標是服裝材料的重試菜韌性和透濕性能，而金屬防彈材料恰恰缺少這種性能。隨著合成材料纖維的出現(xiàn)，防彈服裝設(shè)計有了氏足的發(fā)展。在戰(zhàn)中，用1制作防彈服的合成材料是尼龍66，其制作方法是將尼龍66同鋼板織在起形成高射炮夾克。隨著玻璃纖維和種稱為以加的樹脂復合材料逐漸用于制作防彈服的鋼板，這行業(yè)有得到更進步的發(fā)展。

　　芳族聚酰胺纖維靠其優(yōu)越的物理性能平衡特性使防彈技術(shù)又大大向前跨進了步。隨著高性能聚乙烯纖維的出現(xiàn)，防彈技術(shù)又得到更大的提高。雖然芳族聚酰胺的防彈性能好，何是高性能聚乙烯的性能更優(yōu)于它，高性能聚乙烯纖維制造的防彈眼不僅重量大大減輕廣，它的防彈性能也增強廣，㈥為，性能聚乙烯纖維的比強度比較高，因此可以用這種纖維制作同其他類防彈服防彈性能接近的新型防彈服裝，達到在相同重童條件高性能聚乙烯防彈服比其他類防彈服的防彈性能更高。高性能聚乙烯紗線的細度比較低，再加上本身天然的潤滑特性，使得用該種紗線制作的防彈服具有輕質(zhì)韌度高的特點，這種防彈服穿起來也比其他防彈服舒適得多。高性能聚乙烯防彈服因其舒適性能高而在些例行事務中有所應用。

　　如果種防彈服的防彈性能很好，但如果服用性能差，那它的適用性能就會受到限制。

　　高性能聚乙烯良好的抗化學腐蝕性能是它用于制作軍用防彈服的大優(yōu)勢，如果防彈服旦暴露在化學藥劑腐蝕的環(huán)境中，特別是在生化戰(zhàn)爭，防彈服的抗化學腐蝕性能就尤其顯得特別重要。

　　為了優(yōu)化降低紗線尺寸和減小紗線移動趨勢這工藝設(shè)計思想，人們發(fā)展了種用種彈性樹脂將高性能聚乙烯纖維粘合并層疊在起，從而形成縱橫交錯的非織造織物。這個專利結(jié)構(gòu)的名稱為光譜屏蔽六，1 38仙1公司的商標。將眾多長絲兩兩并列放在起，然后用彈性樹脂將他們粘接在起，長絲的數(shù)量要足以能夠?qū)⑸鋸椙度嗽谄湓冉佑|的織物板面的地方。織物中的未定向結(jié)構(gòu)不需要纖維具有克服同紗線相結(jié)合的卷曲堆積部分。這種光譜屏蔽構(gòu)造的另個優(yōu)點是能充分分散突然的沖擊力，使其對織物的影響達到zui小。使破壞現(xiàn)象形成局部化這功能賦予該種構(gòu)造具有良好的多相抗沖未定向結(jié)構(gòu)的優(yōu)點不僅僅現(xiàn)在其性能方面。在制造的過程中，這種結(jié)構(gòu)不需要經(jīng)過加拈和織造工藝，從而zui大限度地減小了對纖維的破壞。高性能聚乙烯縱橫層疊結(jié)構(gòu)存在兩種形式種為薄膜覆蓋在柔軟防彈材料上；另種為無薄膜覆蓋的硬復合材料防彈體。

　　高性能聚乙烯纖維的防彈性能不會因為暴露在高達710時間過長而受到影響。高性能聚乙烯纖維測試面板在7鈉，祿肪，下放置60多天后，在環(huán)境溫度下測其防彈性能，結(jié)果明織物的防彈性能未受到任何損失。將溫度以8左右的遞增速度逐漸升高到120，在這當中的各個階段測量了樣本下，高性能聚乙烯防彈服的防彈性能隨著溫度的升高而逐漸降低。

　　2.2硬復合材料防彈系統(tǒng)現(xiàn)代的硬質(zhì)防彈材料比早期的防彈材料先進的多，如今大多數(shù)硬質(zhì)防彈材料通常都是由幾種不同的材料按照復雜的結(jié)構(gòu)形式組合在起的。對于硬質(zhì)防彈服來說，其zui廣泛的應用是用于制造防彈頭盔。

　　因高性能聚乙烯纖維具有很高的比強度硬度和模量，故其織造的防彈服的防彈性能和抗沖擊性能都比其他原料制作的防彈服高。性能聚乙烯防彈裝備的重量比較小，故其在許多方面，尤其在頭盔的應用方面，能明顯降低人體的疲勞。對于戴用頭盔者來說，即使盔重能減少點點，也能使其可以更加讓思想集中在周圍的環(huán)境中，而不會象以前那樣過多注意頭盔的重置和不適性。由高性能聚乙烯復合材料纖維制作的防彈裝備的重量比具有相同防彈性能的芳族聚酰胺復合材料制作的防彈裝備輕30，50.

　　從高性能聚乙烯纖維優(yōu)越的防彈性能中獲益的個例子是警用防暴盾牌。此前警用防暴盾牌通常是采用玻璃纖維和環(huán)氧復合材料制作，用這兩種材料制作的盾牌比用高性能聚乙烯防彈盾牌重。玻璃纖維制的防暴盾牌即使具有防暴性能，也是十分有限的。人們也研究用芳族聚酰胺纖維來制造防暴盾牌，但是這種盾牌也太重。新型的高性能聚乙烯防暴盾牌比玻璃鋼制和芳族聚酰胺制防暴盾牌輕多了，即使是很輕的高性能聚乙烯防暴盾牌也具有良好的防彈和抗沖擊性能。

　　軍用防彈頭盔也從高性能聚乙烯纖維的應用中受益匪淺。現(xiàn)在使用的芳族聚酰胺軍用頭盔采用的原料為尺，其標準重量為3磅，而現(xiàn)在正在發(fā)展的高性能聚乙烯纖維制軍用頭盔比該種頭盔輕2磅以上。從戰(zhàn)術(shù)上講，減輕軍用頭盔的重撞有利于減少作戰(zhàn)士兵的疲勞，并提高其靈活性，從而提高其在戰(zhàn)場生存的可能性。

　　用高性能聚乙烯纖維制作硬質(zhì)復合材料防彈裝備的方法有多種。充當基質(zhì)的原料可以是環(huán)氧樹脂乙烯酯聚酯或橡膠樹脂。通過使紗線長絲不定向地縱橫層層鋪疊可以使纖維的性能得以加強。采用聚乙烯膜不定向以疊工藝可以通過加熱加壓的方式使層面之問相互緊緊固定在起。采用這種工藝的另個優(yōu)點是這，方式可以模型化，工藝簡單。

　　易廠制造。對于高性能聚乙烯織物，可以通過用基質(zhì)進行濕層疊或用基質(zhì)原料對織物進行預浸潰備用。再用加熱加壓的方法將不同種類的基質(zhì)固化在起。

　　前曾提及，對基質(zhì)的粘附力較差足高性能聚乙烯纖維的個缺點，怛?qū)ω秃戏缽楏w系來說，這個缺點卻變成廣優(yōu)點。這是因為這種性能有助尸防彈裝備在受到?jīng)_擊時，可以通過纖維破碎分散在基質(zhì)中這種方式來分散沖擊能。通過對比實驗，有人得出這樣個結(jié)果，擋住7.62mmM80型子彈的沖忐，需要每平方英尺磅的雙層鋼板防彈裝備或每平方英尺9磅的芳族聚酰胺復合防彈裝備，而用高性能聚乙烯，只需要每平方英尺4.75磅的重量。

　　為免遭，動能或*硬拋射體的沖占，有必要在高性能防彈裝備的面設(shè)迓層適當硬度的抗沖擊面，這個抗沖擊面原料選擇的類型和數(shù)量根據(jù)實際能遭受襲擊的程度而定。而采用高性能聚乙烯防彈材料作為抗沖擊面可以減小整個防彈體系的總重量。為提高軟體防彈服的防彈性能，可以在防彈服上加些高性能聚乙烯復合防彈材料的嵌條，以保護人體的胸部等重要部位。采用高性能聚乙烯復合防彈材料的數(shù)量視所受威脅程度而定。

　　因為高性能聚乙烯的高溫適應性好，評價剛性復合防彈系統(tǒng)的各項性能時，應該考慮到這指標。大世實驗明，高性能聚乙烯防彈系統(tǒng)隨著溫度的升高。它的防彈性能沒有明顯的降低。

　　3結(jié)論高性能聚乙烯纖維的多面適應性止逐漸巾其在多方面的應用中現(xiàn)出來。然而，在許多實際應用中，萆的纖維往往不能滿足多面的需求。即使是高性能纖維在某方面也可能很薄弱。我們必須采取相應的手段盡量減小纖維的不足對實際要求的影響。從而獲得zui大的利用價值。

　　對諸如防彈服這類產(chǎn)品來說。要提高高性能纖維的性能有兩種途徑可以選擇。**，尋找理想的可以滿足所有實際需求的超級纖維其次。較現(xiàn)實和快捷的方法是從各類小同的原料和纖維的優(yōu)化組合中獲得所需材料，5種方法過去直被十分成功地運用，近年來用該種方法獲得了高性能纖維說明其仍具有十分廣闊的前景。可以準確地預計，第代防護服裝不會是由單纖維組成的，而記由幾種小同的纖維和原料經(jīng)過精心設(shè)計而獲得的復雜結(jié)合體。