Применение и основные свойства высокопрочных, высокомодульных и высокопроизводительных волокон в области индивидуальной пуленепробиваемости

Из обзора развития продуктов баллистической защиты в предыдущих знаниях TACEAG видно, что появление и развитие современной индивидуальной брони тесно связано с появлением и развитием высокоэффективных волокон. Защита от снаряда отдельными пуленепробиваемыми материалами в основном заключается в поглощении кинетической энергии снаряда посредством деформации, разрушения и передачи деформации материала. Благодаря высокой прочности, модулю и соответствующему удлинению при разрыве высокоэффективные волокна имеют высокую энергию разрывной деформации и скорость передачи энергии. Кроме того, плотность высокоэффективных волокон намного ниже, чем у металлов, а их удельная производительность (производительность, деленная на плотность материала) в несколько-десять раз выше, чем у металлов. Высокоэффективные волокна имеют важные применения в области пуленепробиваемости, особенно в области индивидуальной пуленепробиваемости.

Благодаря превосходным механическим свойствам при растяжении и низкой объемной плотности высокопрочных и высокомодульных параароматических полиамидных волокон и высокопрочных и высокомодульных сверхвысокомолекулярных полиэтиленовых волокон в настоящее время эти два волокна имеют наиболее широкое применение в области индивидуальной пуленепробиваемости. Принимая во внимание ценовые факторы и различные режимы повреждения пуленепробиваемых материалов, вызванные различными снарядами и скоростями пуль, высокопрочное стекловолокно и углеродное волокно также имеют определенные применения в области индивидуальной пуленепробиваемости, в основном с параароматическим полиамидным волокном или сверхвысокомолекулярным полиэтиленовым волокном. Виниловые волокна используются в сочетании для создания индивидуальных баллистических композитов.

Для изготовления отдельных пуленепробиваемых изделий из высокопрочных волокон (полуфабрикатов пуленепробиваемых материалов) в основном используются тканые материалы различных спецификаций и структур, тканые материалы со смоляным покрытием (композитные препреги), однонаправленные композитные материалы (ткани без утка) и иглопробивной войлок; для изготовления отдельных пуленепробиваемых изделий в разных случаях используются различные волокнистые продукты.

Высокопроизводительные волокна, которые в настоящее время используются в области индивидуальной пуленепробиваемости, в основном включают высокопрочные параароматические полиамидные волокна и высокопрочные высокомодульные сверхвысокомолекулярные полиэтиленовые волокна. В таблице 2 показаны основные свойства параароматических полиамидных и сверхвысокомолекулярных полиэтиленовых волокон и сравнение их характеристик с несколькими другими высокопроизводительными волокнами.