摘要：針對軟質(zhì)單警防護(hù)裝備柔軟度無法定量測試的問題，設(shè)計(jì)出半邊自由垂落角度和自由垂落30°的長度兩種測試方法。通過討論分析防護(hù)芯片結(jié)構(gòu)、固定方式和層數(shù)對柔軟度的影響，對比了兩種測試方法的優(yōu)缺點(diǎn)，為后續(xù)此類材料柔軟度的測試提供了方法和思路。

　　關(guān)鍵詞：防彈防刺;柔軟度;測試方法

　　對于單警防護(hù)裝備，最基本的裝備是防彈衣、防刺服或者防彈防刺服。隨著高分子材料的快速發(fā)展，該類裝備的主要原材料由原來的金屬和非金屬原材料替換為高性能纖維。目前主要使用的高性能纖維是芳綸和超高分子質(zhì)量聚乙烯(UHMWPE)纖維。由高性能纖維制備的防護(hù)裝備統(tǒng)稱為軟質(zhì)防彈衣、軟質(zhì)防刺服或軟質(zhì)防彈防刺服。隨著反恐形勢的嚴(yán)峻，單警防護(hù)裝備的需求在不斷增加，尤其是具有防彈和防刺功能的防彈防刺服(簡稱為雙防服)，因其多功能性受到穿著者的青睞，解決了軍警人員面對復(fù)雜威脅時兩難抉擇的問題[1]。

　　根據(jù)單警防護(hù)產(chǎn)品輕量化、舒適化、多功能化的發(fā)展趨勢，防彈防刺服在兼具防彈防刺的同時，還應(yīng)質(zhì)量輕、厚度薄、穿著舒適。為此，我國對防彈防刺服在質(zhì)量、厚度上進(jìn)行了限制(根據(jù)公財(cái)局2009文頒布的防彈防刺服標(biāo)準(zhǔn)[2]，滿足FDC-1級要求質(zhì)量低于3.0kg，厚度小于15mm;滿足FDC-2級要求質(zhì)量低于3.5kg，厚度小于20mm)，以期達(dá)到穿著舒適的效果。然而，防彈防刺服的舒適性不僅體現(xiàn)在輕、薄，還包括透濕、透氣、柔軟等，尤其柔軟程度與穿著者的靈活性是密切相關(guān)的。據(jù)調(diào)研，盡管大家對防彈衣、防刺服、防彈防刺服等防護(hù)產(chǎn)品的柔軟度較為關(guān)注，但目前還未見有相關(guān)的文獻(xiàn)對此類產(chǎn)品的柔軟性進(jìn)行定量的研究和探討。

　　目前國內(nèi)現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)中，針對測定織物抗彎剛度的方法有斜面法、心形法、格萊法、懸臂法、純彎曲法等。由于防彈防刺服屬于多層疊加的特殊織物形式，幾種標(biāo)準(zhǔn)方法都不能貼切地表達(dá)此類產(chǎn)品的柔軟度。織物的柔軟度與硬挺度為相反的物理特性，是織物的一項(xiàng)力學(xué)指標(biāo)[3]。

　　對于織物來講，硬挺度也即是常說的抗彎剛度，是表征織物抵抗其彎曲方向形狀變化的能力，因此常用抗彎剛度來評價柔軟度。本試驗(yàn)以織物柔軟度測試的斜面法[4]為基礎(chǔ)，探討影響軟質(zhì)防彈防刺服柔軟性的因素，設(shè)計(jì)合適的柔軟性測定方法，以期實(shí)現(xiàn)此類防護(hù)產(chǎn)品的柔軟度定量化目標(biāo)，更好地促進(jìn)單警防護(hù)裝備的舒適化發(fā)展。

　　1試驗(yàn)

　　1.1樣品準(zhǔn)備

　　芳綸無緯布，北京航天雷特機(jī)電工程有限公司生產(chǎn)。PE無緯布，湖南中泰特種裝備有限責(zé)任公司生產(chǎn)。機(jī)織布，珠海市邦宇發(fā)展有限公司生產(chǎn)。浸膠機(jī)織布，北京航天雷特機(jī)電工程有限公司生產(chǎn)。將上述材料裁切成50cm×50cm大小，然后將其疊合多層，并進(jìn)行固定，即可形成防彈防刺服芯片。其中層數(shù)以能防御相應(yīng)級別的彈道沖擊和刀尖穿刺為準(zhǔn)進(jìn)行確定。

　　1.2測試方法

　　測試方法1：將測試樣品放置在平整的桌面，以緩慢的速度將樣品平移推出桌面25cm，然后測量下垂樣品與桌面的角度，角度為下垂樣品中點(diǎn)處的切線與桌面延長線之間的夾角。角度越大，柔軟度越好;反之，柔軟度越差。

　　測試方法2：將測試樣品放置在平整的桌面，以緩慢的速度將樣品平移推出桌面，直至樣品邊緣與桌面的斜坡接觸為止，測量推出桌面的樣品長度。測試示意圖如圖2所示。測量的長度越小，說明柔軟度越好;反之，柔軟度越差。

　　2結(jié)果與討論

　　軟質(zhì)防彈防刺服類個體防護(hù)裝備通常由外套和防護(hù)芯片組成，而防護(hù)芯片是決定防護(hù)裝備柔軟度的關(guān)鍵因素。防護(hù)芯片的柔軟度首先和芯片的材質(zhì)有關(guān)，包括原材料、結(jié)構(gòu)等。

　　其次，柔軟度與芯片層數(shù)的多少有關(guān)，而層數(shù)除了與材質(zhì)本身的防御性能大小有關(guān)外，還與防御的級別有關(guān)，因此柔軟度的對比，前提是以某具體防御級別為基準(zhǔn);此外，由于芯片是多層疊加，疊加的材料需要進(jìn)行固定才能在使用中發(fā)揮更大的保護(hù)作用，但固定的方式也會影響柔軟度。當(dāng)然，柔軟度的評價與測試方法也有一定的關(guān)系。下面將具體討論影響柔軟度的一些關(guān)鍵因素及柔軟度測試方法的適用性。

　　2.1防護(hù)芯片結(jié)構(gòu)對柔軟度的影響

　　軟質(zhì)雙防服的芯片具有防彈和防刺雙功能，這與芯片基礎(chǔ)單元的結(jié)構(gòu)是分不開的。據(jù)調(diào)研，市場中常見雙防服的基本結(jié)構(gòu)主要有芳綸無緯布、PE無緯布、芳綸無緯布與機(jī)織布組合、芳綸無緯布與PE無緯布組合等形式。以滿足防彈防刺服FDC2級防御性能為要求制備不同結(jié)構(gòu)的芯片。

　　兩種方法測出的5種結(jié)構(gòu)的柔軟度排序均為3>1>2>4>5，即芳綸無緯布+機(jī)織布結(jié)構(gòu)的下垂角度最大、推出長度測量值最小，說明其柔軟度最佳;而芳綸無緯布+浸膠機(jī)織布結(jié)構(gòu)的下垂角度小、推出長度測量值大，說明其柔軟度最差。眾所周知，在防護(hù)材料的結(jié)構(gòu)中，機(jī)織布結(jié)構(gòu)為最柔軟的材料，但因其只具有防彈性能，無法防刺，故只能與其他結(jié)構(gòu)進(jìn)行組合方可實(shí)現(xiàn)防彈防刺雙功能。

　　為了實(shí)現(xiàn)機(jī)織布的防刺功能，方心靈等人[5]對芳綸機(jī)織布進(jìn)行浸膠處理后發(fā)現(xiàn)該織物具有良好的防刺性能，但其柔軟性變差且防彈性能也變?nèi)酰�還需具有防彈功能的材料進(jìn)行組合方可滿足FDC-2的防護(hù)要求。而芳綸無緯布與PE無緯布因?yàn)榫哂蟹缽椃来屉p功能，單一結(jié)構(gòu)即可滿足防護(hù)要求，但其柔軟度與機(jī)織布相比，遜色不少。因此，為了追求較佳的柔軟度，在獲得防護(hù)性能的同時，進(jìn)行多種結(jié)構(gòu)材料的組合也是較為實(shí)用的一種方式。

　　2.2固定方式對柔軟度的影響

　　由于防護(hù)芯片由多層材料組成，在受到較大的彈道沖擊時，多層材料會出現(xiàn)嚴(yán)重的散片和滑移，影響后續(xù)的彈道沖擊防御，因此必須進(jìn)行固定。選擇芳綸無緯布作為原材料，以滿足防彈防刺服FDC-2級防御性能為要求進(jìn)行芯片制備。

　　紡織論文投稿刊物：《山東紡織科技》(雙月刊)創(chuàng)刊于1959年，是由山東紡織工程學(xué)會、山東省紡織科學(xué)研究院主辦，是編輯部編輯出版發(fā)行的中文紡織科技期刊，是我省紡織工業(yè)唯一的綜合性科技期刊。

　　3結(jié)語

　　通過以上研究，可以得出以下結(jié)論：(1)滿足防護(hù)性能的防彈防刺服芯片，材質(zhì)的結(jié)構(gòu)不同，柔軟度不同。(2)防護(hù)芯片的固定方式對柔軟度有影響，而且固定方式不同，影響程度不同;此外，不同的測試方法對固定方式影響柔軟度的程度評價有差異。

　　(3)兩種測試方法的使用對象和精準(zhǔn)度有差異：測試方法1的測試對象范圍較廣，太硬、太軟的材質(zhì)均可進(jìn)行，但其精準(zhǔn)度不高;而測試方法2的測試對象則需滿足一定的柔軟度，即測試樣品能夠彎曲至30°的斜坡面，否則無法進(jìn)行測試;但對于滿足要求的材料，可以精準(zhǔn)地進(jìn)行柔軟度對比。柔軟度是個體防護(hù)裝備舒適度的重要指標(biāo)之一。為了更好地研制單警用個體防護(hù)裝備，提高服用性，柔軟度的定量化測試任重而道遠(yuǎn)。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]虎龍,艾青松,陳虹,等.舒適型防彈防刺服的研究和制備[J].合成纖維,2019,48(2):23-25

　　.[2]防彈防刺服檢驗(yàn)實(shí)施細(xì)則.公安部裝備財(cái)務(wù)局制[Z].2011-01.

　　[3]趙文賢.織物柔軟度、手感與風(fēng)格測試方法的探討[J].山東紡織科技,1983(2):10-12.

　　[4]全國紡織品標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)分會.GB/T18318.1-2009.紡織品彎曲性能的測定第1部分:斜面法[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2010.

　　作者：許冬梅1,2，潘智勇1,2，陳虹1,2，吳中偉1,2，虎龍1,2