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行業(yè)動態(tài)
防彈材料輕量化的首選:高性能水性聚氨酯PUD - HT 3660
超高分子量聚乙烯(UHMWPE)是繼芳綸(Kevlar)纖維之后被廣泛使用的高性能纖維并應(yīng)用于防彈復(fù)合材料。采用UHMWPE或Kevlar纖維制備防彈材料時(shí),纖維和膠黏劑是不可或缺的組成部分,其中膠黏劑量一般占整體復(fù)合材料的15~30%。為達(dá)到防彈材料的輕量化,選用強(qiáng)度高的纖維可以減少防彈復(fù)合材料的層數(shù),從而減少重量。選用合適的膠黏劑也至關(guān)重要,主要體現(xiàn)在兩個方面。首先,性能優(yōu)越膠黏劑的使用可以減少膠黏劑本身的用量,膠黏劑的密度一般在1.05 g/cm3左右,而UHMWPE的密度為0.97 g/cm3。其次,性能優(yōu)越膠黏劑的使用可以使纖維自身優(yōu)勢得到有效的充分發(fā)揮,從而提升防彈材料的強(qiáng)度,在達(dá)到同樣效果的前提下可適量減少復(fù)合材料的層數(shù)。就膠黏劑而言,膠體含量、膠黏劑本體強(qiáng)度、膠黏劑的活化、膠黏劑對纖維的附著力等對復(fù)合材料的防彈性能都具有非常大的影響,并且,這幾個因素之間存在相互影響、相互制約的關(guān)系。較低的膠體含量時(shí),膠黏劑本身無法形成連續(xù)膜,對纖維絲的浸潤不完全,造成膠黏劑失效而導(dǎo)致防彈復(fù)合材料性能不足。當(dāng)膠黏劑含量過多時(shí),由于膠黏劑本體強(qiáng)度與纖維之間的差距導(dǎo)致復(fù)合材料防彈性能下降。一般膠黏劑用量為22~28%之間,這也與膠黏劑質(zhì)量相關(guān)。膠體強(qiáng)度越大,對纖維的粘接強(qiáng)度大,熱活化程度越高的膠黏劑是最符合防彈衣復(fù)合材料的。然而,對非結(jié)晶聚合物而言,膠體強(qiáng)度和熱活化性能是相矛盾的。膠體強(qiáng)度越大,相同溫度下的活化性能越差。水性聚氨酯具有優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度和粘接性能,并且耐熱性和回彈性好,可作用防彈衣用粘接劑。膠黏劑本體強(qiáng)度越大,對防彈材料越有益這毋容置疑。膠黏劑的潤濕性為何也如此重要?有研究表明,Kevlar/WPU復(fù)合材料的單位吸收能量值要高于UHMWPE/WPU,這就是由于纖維與WPU之間存在界面造成的。如果WPU乳液對纖維絲的浸潤性能越好,界面結(jié)合性能越優(yōu)異。我司PUD-HT3660產(chǎn)品通過獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)解決了膠體強(qiáng)度與壓合活化程度的矛盾,以及對纖維的超級浸潤性,從膠體角度提供了防彈衣復(fù)合材料輕量化的有效途徑。通過測試,PUD-HT3660膠膜柔軟,強(qiáng)度達(dá)25MPa,在110攝氏度下可活化并賦予優(yōu)良的粘接作用,最終防彈衣復(fù)合材料的彈道極限速度、比吸收能、單位厚度吸收能、彈點(diǎn)前后表觀形貌都達(dá)到性能要求。
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