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2020中石油知識:您知道“防彈衣”是用什么材料做的嗎?

2020-02-08 16:33:20 | 來源:

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古代的武士所穿的盔甲是金屬做的,早期的防彈衣也是用特殊的鋼材制成,這些都過于笨重。近年來,出現了一種用塑料做成的、很柔軟舒適的防彈衣,這種塑料叫做超子量聚乙烯。超子量聚乙烯(UHMWPE)在結構上與普通聚乙烯相同,但其分子量比一般聚乙烯要高得多,普通聚乙烯分子量為2萬~3萬,而超子量聚乙烯為200萬以上,因此它有很多優良的性能。

超子量聚乙烯的特點,首先是它的耐磨性居塑料之首,比碳鋼、黃銅還耐磨數倍;其次,它的沖擊強度是現有塑料中最高的,即使在-70℃時仍有相當高的沖擊強度;再次,它有很好的自潤滑性能,能與聚四氟乙烯相媲美,與鋼、銅配對時不易磨損;另外它的吸水率在工程塑料中是最小的,因此制品在潮濕環境中不會因吸水而使尺寸變化,同時也不會影響制品的精度和耐磨性等機械性能。從以上可以看出,其很多性能已超過了鋼鐵,在一定范圍內能夠起到“以塑代鋼”的作用。

1953年德國用特殊的有機金屬化合物作催化劑使乙烯在低溫、低壓下聚合獲得高密度聚乙烯,到1957年,德國和美國都能采用低壓法生產分子量在100萬以上的超子量聚乙烯。現在,日本、德國生產的超子量聚乙烯的分子量早已達到600萬以上,目前德國已生產出分子量高達1000萬的超子量聚乙烯,它是一種新型的工程塑料。

由于超子量聚乙烯具有如此多的優良性能,已被廣泛地應用于紡織、造紙、食品、化工、包裝、農業、建筑、醫療、體育、軍事等領域,其中在紡織機械上的應用是最早的。在造紙業中,用于造紙機的吸水箱蓋板、刮水板等;在醫療和文化體育領域中,用來制作人體的人工髖關節的髖臼以及雪橇、旱冰場的地板等;在軍事領域中,用于制作防彈衣及打靶牌罩等。

防彈衣要求能夠有效地防護來自手槍和步槍發出的子彈。防彈衣的基本機理是把子彈的動能在防彈衣紗線的拉伸斷裂中完全消耗掉。防彈衣是第二次世界大戰后發展起來的,美國首先用尼龍和硬金屬板研制防彈胸甲和防彈圍裙。20世紀60年代,隨著合成纖維工業的發展,出現了由芳綸織物取代金屬制成的防彈頭盔和防彈衣。此后,一種性能更好的材料被用作防彈裝備,那就是超子量聚乙烯,它為防彈裝備開辟了歷史新紀元。我國的武警部隊也于1998年開始使用超子量聚乙烯制成的防彈頭盔。得益于超子量聚乙烯纖維的推廣應用,笨重的金屬材料防彈衣已被輕柔的非金屬材料軟體防彈衣所取代,使防彈衣的綜合性能上了一個新臺階。

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