《剪下增稠柔性防護材料及其動態力學行為研究》是依託南京理工大學，由熊黨生擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：剪下增稠柔性防護材料及其動態力學行為研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：熊黨生
- 依託單位：南京理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
輕質、柔性是防護材料的發展方向，本項目利用剪下增稠原理，以高性能纖維織物為基材，通過剪下增稠流體（STF）浸漬，使其具有可逆變形增強功能；利用分散相納米顆粒種類、形態、尺寸、濃度和分散介質種類、分子量等變化製備流變和動態力學回響可控的STF；利用納米顆粒表面改性增進其與纖維表面的結合，增強顆粒與纖維間、纖維與纖維間和織物與彈片間的摩擦，提高動能吸收性能；利用改進分離式霍普金森壓桿研究STF和STF-纖維織物複合材料在高應變速率條件下的動態力學回響行為，最佳化STF和複合材料的製備工藝；通過彈道和抗刺實驗，研究複合材料的破壞模式與子彈/刀侵徹速度之間的關係；通過對複合材料在侵徹過程中的數學建模與計算機模擬，預測複合材料的動態力學行為和防護性能；研究STF-纖維織物複合材料的納米、微米多尺度結構與防護性能的相關性規律。為研發具有實用價值的新型智慧型柔性防彈兼備防刺複合材料提供理論和技術支撐。
結題摘要
輕質、柔性是個體防護材料的發展方向，本項目利用剪下增稠原理，以高性能纖維織物為基材，通過剪下增稠流體（STF）浸漬，使其具有可逆變形增強功能。研究分散相納米顆粒的製備、改性及其與分散溶劑複合製備剪下增稠流體（STF），通過納米顆粒形態、尺寸、濃度等變化和表面改性等控制STF的流變性能；以高性能纖維織物為基材，通過STF浸漬，製備具有變形增強功能的STF-纖維織物防護材料；研究STF-纖維織物複合材料的動態力學性能。主要研究結果：（1）確定出一種適合增稠流體用的納米SiO2的製備方法，通過表面接枝改性解決了納米SiO2在分散介質中的懸浮穩定性問題；（2）建立了分散相顆粒質量分數、顆粒粒徑、粒徑分布和表面狀態等因素對STF流變性能的影響規律；（3）揭示了高速與低速衝擊下STF的動態力學回響規律；（4）設計了落錘式衝擊試驗機，可有效評價複合材料的吸能特性和防護效果；（5）通過浸漬法製備了STF/織物防護材料，建立了浸漬工藝對防護性能的影響規律，最佳化了製備工藝，初步揭示了STF對織物防刺性能的增強機理。本研究為開發具有實用價值的新型智慧型柔性防護材料提供了理論和技術支撐。
