轻薄柔性防刺材料性能测试分析
2021-06-30冯凯阳杨修羽楼利琴
冯凯阳，楼 泽，杨修羽，楼利琴
（绍兴文理学院元培学院，浙江 绍兴 312069）
柔性防刺服最大的优点就是应用了柔性防刺材料实现在穿着舒适性方面的突破，产品用途主要为保安、汽车司机、工商、税务、城管、海关、乘务员等的防护服。目前，我国在防刺材料领域，技术开发水平还相对落后，产品技术性能上与发达国家相比还存在一定差距。应用高端新材料，开发轻薄、舒适、防护性能好、价格适宜又有推广价值的高性能防刺材料是今后主要的研究方向，以满足民用公共安全防护不断增长的需要。该技术和产品在防护服中的应用推广无疑将会产生很好的社会和经济效益。
围绕高性能纤维材料的应用、防刺材料的不同复合结构的设计优化和防刺性能测试分析等方面来进行研究，对提高我国个体防护水平具有重要作用，有利于实现目前防刺材料的升级换代，促进高性能防刺材料的研发和工业化生产。
1 材料与方法
1.1 主要实验材料
防刺材料共有5 种，1 号为单层机织物，2 号为单层非织造布，3 号为双层机织布，4 号为双层非织造布，5 号为机织和非织复合防刺材料。
1.2 实验方法
1.2.1 刚柔性测试
依据标准GB/T18318-2001 《纺织品 织物弯曲长度的测定》。
1.2.2 动态穿孔测试
采用土工布动态穿孔试验仪器测试，依据GB/T17630-2012《土工布及其有关产品动态穿孔试验——落锥法》标准。
1.2.3 顶破性能测试
采用万能强力机测试。依据GB/T19976-2005《纺织品顶破强力的测定钢球法》标准。
1.2.4 拉伸断裂强力测试
采用万能强力机及YG (B)026G 型电子织物强力机测试。依据《GB/T 3923.1-2013 纺织品 织物拉伸性能 第1 部分:断裂强力和断裂伸长率的测定（条样法）》标准。
1.2.5 舌形撕裂测试
采用YG026PC 型电子织物强力机测试。依据GB/T 3917.2-1997 《纺织品 织物撕破性能 第2 部分：舌形试样》标准。
2 结果与分析
2.1 刚柔性测试结果分析
刚柔性测试结果见表1。
表1 刚柔性测试结果
采用YGB022D 型全自动织物硬挺度仪器测试，织物的弯曲长度越长，抗弯刚度越大，织物越硬挺。从表1 结果显示可得，测试织物总的硬挺度由好到差依次为：双层机织布防刺材料>复合防刺织物>单层机织防刺材料>双层非织造布防刺材料>单层非织造防刺材料。
2.2 动态穿孔测试结果分析
动态穿孔测试结果见表2 和图1～5。
表2 动态穿孔测试结果
织物动态穿孔实验是通过检测面料对于抵抗钢锥从固定高度落下后刺穿面料的能力，来表示带有尖头的物品跌落在试样表面后对试样造成破坏的程度。织物抵抗岩石和其他尖锐物体跌落的穿孔直径越小，表示织物防刺性能越佳。
由上述数据显示，测试织物的抗穿孔能力由好到差依次为：双层机织布防刺材料>复合防刺织物>单层非织造防刺材料=双层非织造防刺材料>单层机织防刺材料。
2.3 顶破性能测试结果分析
防刺材料的顶破试验结果见表3。
表3 顶破强力测试结果
织物顶破是指织物中的某一点遇到垂直于其平面的外力作用时，发生变形，鼓起膨胀而破裂的现象。顶破强力越大，表示其防刺性能越好。由表3 数据显示可得，测试织物的顶破强力从大到小依次是：双层机织布防刺材料>复合防刺织物>双层非织造布防刺材料>单层机织防刺材料>单层非织造防刺材料。
2.4 舌形撕裂测试结果分析
舌形撕裂测试结果见表4 和图6～10。
表4 舌形撕裂强力测试结果
由上述图表可知，测试织物的撕裂强力大小依次为：双层机织布防刺材料>复合防刺材料>单层机织防刺材料>非织造布防刺材料。
2.5 拉伸断裂强力测试结果分析
拉伸断裂强力的测试结果见表5 和图11～15。
表5 拉伸断裂强力测试结果
由以上图表数据可得，测试织物总体的拉伸断裂强力由好到差为：双层机织布防刺材料>复合防刺材料>单层机织防刺材料>双层非织造防刺材料>单层非织造防刺材料。
3 结语
3.1 在刚柔性方面，硬挺度由好到差依次为：双层机织布防刺材料>复合防刺织物>单层机织防刺材料>双层非织造布防刺材料>单层非织造防刺材料。
3.2 在动态穿孔方面，抗穿孔能力由好到差依次为：双层机织布防刺材料>复合防刺织物>单层非织造防刺材料=双层非织造防刺材料>单层机织防刺材料。
3.3 在顶破强力方面，顶破强力从小到大依次为：双层机织布防刺材料>复合防刺织物>双层非织造布防刺材料>单层机织防刺材料>单层非织造防刺材料。
3.4 在撕裂强力方面，大小依次排序为：双层机织布防刺材料>复合防刺材料>单层机织防刺材料>非织造布防刺材料。
3.5 在拉伸断裂方面，拉伸断裂强度由高到低依次为：双层机织布防刺材料>复合防刺材料>单层机织防刺材料>双层非织造防刺材料>单层非织造防刺材料。即双层机织布防刺材料防刺性能最好。
