摘要:本文概述高危從業人員防刺服的應用、種類和發展狀況,結合國內外防刺服的研究的現狀,提出防刺服兼備防護能力和靈活性是新型防刺材料的發展目標和方向,并對新型防刺材料的防刺機理進行探討。
關鍵詞:防刺服;應用;發展;機理
在“9•11”事件后,反恐更成了全球所關注的主題。在反恐的同時,反恐戰士自身的防護應該引起重視,因此個體防護材料的研制和開發越來越受到各國的重視。個體防護材料主要包括防彈背心、防割手套、頭盔、防刺服等。在大多數國家里槍支是受到嚴格管制的,但在執行任務重來自匕首、刺刀等尖利銳器的威脅卻無處不在,而目前相對于日益成熟的防彈技術,對于防刺領域的研究相對較少。本文從材料種類、國內外研究現狀等方面介紹了防刺服的發展和前景。
1防刺服的種類
防刺服是用來保護人體重要器官免受刺刀、匕首等銳器傷害而設計的一種服裝。其作為個體防護材料之一,不僅用于軍用及警察安全部門領域,如裝備巡警和獄警等公安執法人員,在民用領域也有著普遍的應用和強大的發展潛力,如建筑、裝修等工作人員的防護,擊劍運動員的運動防護,出租車司機的安全防護,以及摩托車賽車手的防護等等。
參照防彈衣的分類,按主體防刺材料的柔韌靈活度不同,防刺服可分為硬質、半硬質、軟質和液體防刺服4類。其中,硬質防刺服是一種以一定形狀和曲面的硬質防刺板作為防刺插板的防刺盔甲,其防刺層全部由特種鋼、鋁合金等金屬組成;半硬質防刺服是由幾層復合而成的具有一定柔韌性的防刺服,中間有一層或幾層由特殊的鋼絲圈或金屬片夾層組成;軟質防刺服的防刺主體是采用柔性高性能纖維材料的不同集合體形式復合而成的;液體防刺復合材料,主要是由高性能纖維織物和納米顆粒的有機液體制備而成的復合材料,是目前防護材料的主要發展方向。
4防刺服防刺機理
被沒有切割刃但尖端鋒銳的工具穿透稱之為穿刺,如冰鑿或者錐等;具有連續的切割刃的切割工具,具有較長的鋒銳區域其產生的威脅通常比穿刺更難以停止,防刺主要包括以上所述的防穿刺和防切割兩種。
防刺材料相對防彈材料發展較晚,防刺機理的研究遠沒有防彈機理成熟。很多人認為,能防住高速沖擊子彈的防彈材料對于匕首、刺刀的威脅應該同樣具有抵御性,所以防刺機理可以等同于防彈機理。事實上研究表明,現有的防彈材料并不能提供足夠的防刺保護,兩者作用機理并不相同。
防彈衣面臨的主要威脅是子彈高速高能量的沖擊,為散能,主要是通過彈頭變形、纖維應變斷裂及沖擊波的傳播方式將能量分散或消耗掉,從而起到防護作用。而防刺面臨的是低速低能量穿刺或切割的威脅,能量分散范圍較窄,即單位纖維吸能較多。當面臨錐或冰鑿等的穿刺威脅時,錐尖更多地會從纖維束之間穿過,對織物破壞很小,因此可以從織物的組織結構方面考慮來提高其防錐性能。對于織物防刺性能的研究,有關專家建立了相關的模型并對影響因素進行了分析。研究表明,織物受刺刀作用時,由于織物表面會彎曲,要同時承擔拉伸斷裂和剪切斷裂這兩種能量,其中主要是剪切斷裂。因此,防刺服對于抗剪切性能要求更高。
2防刺材料的現狀
目前研究出的防刺材料種類很多,各有優缺點。如鈦金屬箔層防刺材料具有優良的防刺、防割性能,但是質重,舒適性不好;用熱粘合、縫合等方法結合在一起的多層結構防刺材料,可通過加入高強金屬絲、陶瓷纖維或者浸漬熱環氧樹脂、塑性樹脂等增強材料增加防刺性能,提供非常好的防刺效果,但是體積大、不靈活,使得活動不便,隱蔽性能不好;還有在高聚物材料科學和技術迅猛發展的趨勢下,將納米技術應用于高性能有機合成纖維(如UHMWPE纖維、Kevlar纖維以及逐漸興起的蜘蛛絲纖維、PBO纖維等),制作出柔韌性好,靈活、輕便的材料,使得防刺材料的發展出現了革命性的飛躍。“以剛克剛”的定勢思維也逐漸被人們突破,而“以柔克剛”推動著新型防刺材料向著高性能、質量輕和舒適性兼具的方向進一步發展。(纖檢雜志)