摘要：兼具防弹和防刺两种性能的个体防护服已经成为个体防护装备发展的必然趋势。为选择性能较为优异的双防服用胶黏剂，调配了不同的助剂和胶黏剂配方，以芳纶为无纬布主体纤维，根据公安部发布的《警用防弹衣》及《警用防刺服》标准要求的防弹、防刺性能等级，设计不同胶黏剂对比试验。试验结果表明：B服的防弹、防剌性能，确保芯片防弹凹陷控制在25mm以内，且高温防刺具有较好的安全裕度。

关键词：芳纶；无纬布；防弹；防刺；防护服

随着社会经济的发展，贫富差距越来越大，转型期内各种社会矛盾日益激化，个体伤亡事件频繁发生，近期就爆出医护人员被刺伤亡事件。为此，国家在公共安全领域的投入也逐年增加，警用装备需求越来越大。目前，防弹衣、防刺服被公安民警、海关等执法人员及保安人员、出租车司机、医护人员等大量使用。

众所周知，枪击与刀刺是构成对人体伤害的两大威胁，是枪击还是刀刺往往对个体防护者而言是无法预测的，因此个体装备同时具有防刺和防弹的功能是十分必要的。防弹衣是能吸收和耗散弹头的能量，阻止穿透、减轻钝伤并有效保护人体防护部位的一种装备。防刺服是能有效地防护匕首等常见锐器从各个角度对人体的攻击，减少人体防护部位受到刺伤威胁的一种服装。然而防刺与防弹的机制存在很大差异，防弹主要是依靠材料的抗拉伸断裂强度，材料的拉伸强度越大，高速冲击的弹头或破片等抛射物在冲击材料、拉断/拉伸材料的过程中耗散的能量越多，从而使抛射物变形、阻止它前进；而软质材料的防刺则由于刀刺是一个低速持续的过程，材料的抗剪切强度越大，刀尖变形越快速，从而阻止锐器继续向前行进，达到防护的目的。材料很难同时兼顾这两种功能。因此，在防护人员负重能力有限的情况下，防弹服和防刺服的选择也非常困难，所以开发兼具防弹和防刺性能的防护服(简称双防服)，对防护者而言是更加全面有效的安全保障。如果能将防弹衣与防刺服的性能合二为一，在有效防护、机动灵活及轻量化之间找到一个平衡点，就可能在一种产品上实现综合防护效能。

1、试验及测试

1.1试验原粒

采用混合210型+2000型芳纶作为芳纶双防无纬布用纤维，其中210型作为防刺芳纶无纬布纤维。A类（丙烯酸类）、B类（聚氨酯类）、B类胶黏剂外加一定量树脂助剂作为芳纶双防无纬布胶黏剂备用。

1.2芳纶双防无纬布的制备

芳纶双防无纬布的制备采用滚筒式生产方式，将芳纶通过展丝、浸胶、机织、干燥等工艺，并检查无纬布毛边、散片、裂缝等现象，作为备用。在制备芳纶双防无纬布过程中，控制每张布上的三种胶黏剂的用量相同，确保不会因为胶黏剂的用量差异景响双防布的性能。制备过程中保证芳纶的张力波动在453~516CN范围内，烘干温度为75℃，时长30min。

1.3双防服的防弹及防刺性能测试

防弹性能依据GA141—2010《警用防弹衣》标准进行测试，防刺性能依据GA68—2008《警用防刺服》标准进行测试。

2、结果与讨论

2.1三种胶黏剂制备的双防服防弹性能硏究

分别用A、B两类胶黏剂及B类外加少量助剂作第三种配方的胶黏剂作为双防服用胶黏剂制备相应的双防服，并且依据GA141—2010标准进测试，要求样品满足GA141—2010中的3级防弹性能要求，即弹速（515±10）m/s、质量5.6g的7.62mm子弹，其中测试背称凹陷小于25mm方能满足GA141-2010中3级防弹性能测试要求。其主要测试数据记录见表1。

表1不同胶黏剂制备的双防服防弹性能测试 

如表1所示：用A类胶黏剂制备的芳纶无纬布平均凹陷22.1mm，符合GA141-2010标准要求的凹陷小于25mm的要求，且穿透层数最大为12层；用B类胶黏剂制备的芳纶无纬布的平均凹陷是228mm，穿透层数最大为10层；用B类+助剂制备的芳纶无纬布的平均凹陷为209mm，最大穿透层数为11层。三种胶黏剂在相同条件下制备的芳纶双防无纬布的防弹性能相似，其中B类胶黏剂添加一定量的助剂使得其防弹性能相比单一的B类胶黏剂有小幅的提升，凹陷深度减小了1.9mm，穿透层数基本相同。由此可见，一定量助剂的添加对B类胶黏剂制备的芳纶双防无纬布的防弹性能有一定的提升。

2.2三种配方胶黏剂制备的双防服防刺性能研究

将上述三种胶黏剂制备的芳纶双防无纬布按照GA68-2008标准进行测试。其中要求刀具加配重的质量达到24kg，以（24±0.5）J的撞击能量，有效冲刺双防服，且不允许穿透。根据三种胶黏剂在织造无纬布过程中出现的状况，在常温状况下和高温状况下分别测试双防服的防刺性能，并记录是否出现拉毛、散片和软硬度等现象。

表2不同胶黏剂制备的双防服常、高温防刺性能测试

如表2所示，常温环境下，三种胶黏剂制备的芳纶双防无纬布的防剌性能皆能满足不穿透的要求，其中A类胶黏剂在织布过程中基本没有出现拉毛和散片现象，说明胶黏剂的黏合性能优良，但是织造的无纬布较硬，导致后续制备的双防服硬度太大，穿着起来不易弯曲，影响穿着人员的机动灵活性；B类胶黏剂制备的双防无纬布软硬适中，也没有散片现象，常温防刺性能良好，安全裕度良好，但织造过程中岀现拉毛现象，一定程度上影响了无纬布的表观质量，同时也表明B类胶黏剂用于织造过程中黏合性能稍有欠缺，芳纶无法完全黏合，使得芳纶双防服的安全裕度无法达到最大；在B类胶黏剂的基础上添加一定量的助剂，一定程度上提高了B类胶黏剂的黏合性能，在软硬程度适中的情况下，解决了拉毛问题，使得芳纶双防服的安全裕度最大化，常温下防刺性能最优，可剩余8层。A类胶黏剂在高温情况下会岀现急剧变软的情况，织造的无纬布硬度下降明显，严重影响了芳纶抗剪切能力，所以在高温防刺性能测试过程中，A类胶黏剂织造的无纬布出现了穿透的现象；而B类胶黏剂由于高温影响没有A类明显，高温防刺测试没有出现穿透现象，尤其添加助剂后的B类胶黏剂保持了很好的防刺性能，且表观质量完好，安全裕度仍然较大，很好地满足了双防服防刺不穿透的要求。

3、结语

综上所述，胶黏剂的选择对芳纶双防服的防弹和防刺性能都有很大程度的影响，对比三种胶黏剂织造的芳纶双防无纬布的防弹和防刺性能，发现其防弹性能差异不大，都能很好地满足GA141—2010《警用防弹衣》中3级防弹性能测试要求，但在满足防弹性能的同时，兼顾防刺性能难度较大。其中高温条件下的防刺性能对胶黏剂的要求较为严格，A类胶黏剂由于随温度变化的特性较为明显，导致双防服出现穿透现象；而添加了助剂的B类胶黏剂在解决拉毛现象的同时，防刺安全裕度很高。

通过对比以上三种胶黏剂对芳纶无纬布的防弹及防刺性能的影响，优选了较好的胶黏剂配方，但胶黏剂的选择繁多，目前还无法完全确定其为最佳配比，还需后续对比测试试验。希望此文可以为相关行业人员提供一定的帮助。

参考文献

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