多相剪切增稠液增强柔性层合结构防刺材料的制备及其性能

为提高柔性复合材料的防刺性能,制备多相剪切增稠液(MSTFs),并以流变性能为依据探究剪切增稠液的时效性影响因素;其次,采用纯芳纶织物、MSTFs浸渍芳纶织物与碳化硅/聚氨酯(SiC/TPU)涂层芳纶织物制备不同层合结构的复合材料,进行准静态钉刺和动态刀刺性能研究,探究层合结构对防刺性能的影响。结果表明:MSTF易受到空气湿度的影响,随着储存时间的增加,溶液吸湿后流变性能在短时间内下降幅度较大;在单位面密度下,以浸渍织物在上层、纯芳纶织物在中间、涂层织物在下层的层合结构复合材料表现出最佳的准静态钉刺性能,并且该层合结构6层和15层复合材料也表现出较优的动态防刺性能,研究结果可为防刺服用柔性防刺材料的应用研究提供一定的参考。

SiO_(2)/聚乙二醇200/碳纳米管剪切增稠液浸渍芳纶织物及其复合材料防刺性能

为优化高性能织物的防刺性能,采用SiO 2和不同长径比的多壁碳纳米管(MWCNTs)制备多相剪切增稠液(MSTFs),研究MWCNTs的长径比与添加量对剪切增稠液流变性能的影响及MSTFs芳纶复合织物的防刺性能。之后将MSTFs复合织物与碳化硅/聚氨酯(SiC/TPU)涂层织物叠层制备双层防刺复合材料,探究叠层顺序对层合复合材料抗穿刺性能的影响。结果得出:长径比较大的碳纳米管对提高剪切增稠液(STF)的增稠效果更优;随着碳纳米管含量的增加,剪切增稠效果逐渐增强。实验结果表明:MSTFs(0.4%MWCNTs-A)浸渍芳纶织物的最大穿刺载荷较纯STF浸渍芳纶织物提高154.33%;不同叠层结构中以剪切增稠液浸渍织物为面层、SiC/TPU涂层织物为背层的双层复合织物表现出更优的防刺性能。

芳纶柔性复合材料防刺机理有限元模拟

为了预测芳纶柔性复合材料的防刀刺性能,及其受到刀穿刺响应的基本规律,采用多相剪切增稠液浸渍和碳化硅/热塑性聚氨酯涂层制备芳纶柔性复合材料,并进行抽拔和准静态刀刺实验。通过细化摩擦因数建立单层准静态刀刺芳纶复合材料模型以及多层纯芳纶材料动态刀刺模型的有限元模拟,并采用Python脚本有效简化建模流程,探究芳纶柔性复合材料以及多层纯芳纶材料的防刀刺机理。结果表明:碳化硅/热塑性聚氨酯涂层芳纶复合材料纱线间摩擦因数最高;剪切增稠液浸渍芳纶纱线间摩擦因数较好且不限制纱线拉伸变形,具有较好的防刺性能;多层纯芳纶织物动态穿刺过程中织物的主要失效模式为纱线断裂,纱线形变较少;模型的建立可为快速准确预测柔性复合材料的防刀刺性能提供参考。

镓基液态金属基柔性传感材料的制备研究进展

随着人工智能可穿戴技术的快速发展,带动了具备可拉伸、可压缩和可扭曲特性的柔性传感材料的蓬勃兴起。镓基液态金属(LM),由于其卓越的导电性、导热性、流动性、高表面张力和可塑性等特点,已被广泛应用于制备柔性传感材料。然而,有关镓基液态金属用于制备柔性传感材料的方法,特别是与柔性基体材料复合,迄今缺乏全面的综述。着重介绍了镓基液态金属用于柔性传感材料的制备方法,包括直接结合法、液滴法和液态金属作为引发剂法。其次,对镓基液态金属柔性传感材料应用的最新进展进行探讨。讨论了镓基液态金属柔性传感材料在可回收利用方面取得的进展。最后,就目前研究中仍存在的问题提出建议,并对未来进行展望。

基于人体生理指标的皮肤风衣穿着舒适性评价

为了改善皮肤风衣的穿着舒适性,研究通过调整局部结构设计、增加通风开口、拼接透气性面料等方式,设计并制作了18件皮肤风衣。邀请10名女性志愿者参与实验,利用运动心肺功能测试仪和红外测温仪对运动过程中志愿者的生理指标进行测量,根据心率、呼吸频率和体表温度的变化情况评估各款样衣的穿着舒适性。研究表明,采用直筒袖、棒球领等开口设计方式,在前胸、后育克线等部位增设通风开口,适当增加腋下、前胸和后育克线等部位镂空面料的拼接面积,采用网眼较大的针织面料进行拼接设计,均可以有效提升皮肤风衣的穿着舒适性。

碳化硅/聚氨酯涂层织物的制备及其防刺性能

利用热塑性聚氨酯(TPU)和碳化硅(SiC)涂覆芳纶织物,制备具有良好柔韧性和抗刺穿性能的防刺织物。测试了织物的刚柔性、层间剥离性能和准静态穿刺性能,探讨碳化硅含量、粒径大小对涂层织物防刺性能的影响。结果表明:添加碳化硅颗粒后的涂层溶液能够进一步提高织物的防刺性能,而且柔韧性下降较小;当碳化硅粒径相同时,涂层织物的防刺性能随着添加量的增加先增大后减小,当30 nm碳化硅质量分数为1%,或80 nm碳化硅质量分数为3%时,涂层织物有较好的防刺性能。