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軍警用功能紡織品

發布日期:2019-08-28 點擊數:63

30多年來,潔爾爽?人在為軍隊現代化建設服務的過程中積累了豐富的經驗。北京潔爾爽高科技有限公司及山東巨龍化工有限公司被評為優質軍需材料供應商。其中,SCJ抗菌材料先后用于解放軍90作訓鞋和07作訓鞋已有28年的歷史,抗菌除臭劑SCJ-963被列入中國人民武裝警察部隊后勤部部標準WHB4109-200201武警作訓鞋》等。 

1 . 軍用紡織品都有哪些?

通常軍隊用紡織品大體包括:軍裝的通裝部分包括禮服(軍官禮服、兩團一隊禮服)、常服(夏常服:襯衣、夏褲,春秋常服,冬常服,含大衣)、作訓服(迷彩作訓服、阻燃作訓服)、工作服(普通工作服、阻燃工作服)、鞋靴、帽子等;軍裝的特裝部分包括防酸工作服、耐高溫阻燃工作服、高空飛行服、跳傘越野服、防爆毯、排爆服、排雷服、防割手套、防割服、防寒服、防毒衣、防毒斗篷、防毒靴套、核輻射防護服、核污染防護服等。此外像衛生急救用遮蓋布等;運輸用紡織品,如車篷、直升飛機避塵罩、郵品袋;單兵防護裝具,如救生衣、防彈品,如紗布、繃帶、三角巾、擔架布;槍械用紡織品,如炮衣、彈藥袋、擦槍炮揩布、防彈背心、防彈頭盔、避雷靴、降落傘等。

2. 軍用功能紡織品的發展進程

隨著科技水平的不斷提高,軍需裝備水平發展迅猛。材料、能源、信息越來越成為當代軍事科學技術的三大重要支柱;新纖維、新設備、新市場更是紡織企業相佐其間的三大成功要素。據專家介紹,現代戰爭高技術化的發展,使兵力雖有所下降,但裝備水平卻不斷提高:對于軍服、作訓服及單兵裝備,針對自然環境傷害,要求防風、防寒、防水透濕;針對武器裝備傷害,要求防核生化、防彈、防火阻燃等;針對防偵視傷害,要求防微光夜視、防紅外、防雷達、防激光等。由于未來戰爭的特點之一是高機動性,減輕單兵的負荷量可以大幅度減少士兵在行軍打仗中的體力消耗,提高單兵的機動靈活性。現階段由于新型服裝材料的層出不窮,已經將服裝材料應用到一個新的領域---未來的高科技戰爭,一個新興的產業---智能服裝材料將在21世紀崛起。特殊服裝材料將朝著智能化、生物工程化、超常規化方向發展,因此對軍用紡織品的功能性提出了更高的要求,由此也將促進利用高新技術帶動傳統紡織產業升級的步伐。

3. 現代軍服的特種功能 

現在世界上軍服的種類繁多,大致可分為禮服、常服和作訓服三大類。

隨著軍隊建設的發展,軍服更著眼于使軍人能在各種條件和環境中自如地行動,保持旺盛的戰斗力和保證身體的健康。從制作軍服所用材料的質量,軍服的結構、樣式、顏色以及其他性能等方面,與以前相比,均有了重大的改觀。

適應戰爭的特殊環境,有利于作戰。在炮火硝煙中沖鋒,軍服必須具有一定的阻燃性能。在槍林彈雨中沖殺,軍服必須具有防彈的特殊功能;在江河湖海中作戰,軍服要有一定的托浮和防水作用;在現代偵視器材的監控下行動,軍服必須具有一定的防偵視隱身能力;在核、化、生條件下戰斗,軍服必須具有防原子輻射、防化學沾染、防細菌侵害等用途。另外,軍服還應具防寒御冷、調溫、調濕、調氣等功能,以保證士兵在各種氣候條件下作戰。所以評價軍服的水平,不僅看軍服的質量和數量,更必須看軍服的防傷害功能,適應各種環境的能力和是否便于行動等因素。

4. 軍用功能織物

隨著核生化武器、自動武器和偵視器材的快速發展,提高軍服以及各類軍用品的綜合性能已成為軍需保障的重要發展方向。硝煙彌漫的戰場,變化莫測,軍服及大多數軍需品在戰火中必須具有一定的防火性能、防彈功能、防水功能、防原子輻射功能、防化學沾染功能、防細菌侵害功能等。以保證士兵在各種氣候條件下作戰。

當前,世界各國軍服及軍用材料正向著高性能、多功能、復合化、智能化方向發展。我們國家在這方面也發展較快,以下選取幾個主要軍用織物作一下簡單闡述。

 (1)吸汗、透濕、快干織物 

在國際上,軍服一般采用毛料或毛滌混紡織物。由于我國的羊毛產量較低,致使我軍士兵服裝一直采用的確良、滌卡面料,這種面料存在著不透氣、起靜電、抗皺保形差等問題。如果百萬士兵的服裝全部用羊毛面料,國家每年就要花大筆資金進口羊毛。加之羊毛面料必須干洗、熨燙,一些基層連隊又沒有干洗和熨燙的條件,因此,士兵穿毛料軍服一直成為一大難題。

目前我國化纖年產量達600萬噸以上,是世界化纖生產第一大國。但大多以中低檔常規品種為主,差別化纖維比例很低,特別是高性能化纖產量極低,品種很少,使我國高性能功能化紡織品開發成為瓶頸,高檔服裝用面料尚需大量進口。總后軍需裝備研究所用合成纖維代替羊毛,解決化纖仿毛過程中極光、靜電、起毛起球等世界難題,開發生產出適合中國國情、仿毛超毛、質優價廉的服裝面料。他們根據戰士作戰、訓練任務強度大的特點,增加了面料的導濕、排汗性,使面料易洗、快干;根據未來戰爭中高新武器對軍服面料防靜電要求高的特點,將特殊復合導電絲以適當的方式織入織物中,有效地避免了靜電的產生。

這種織物和復合變形滌綸長絲具有穿著舒適、抗皺保型、抗靜電、耐磨、吸濕透濕、易洗快干的特點,該纖維因其良好的夏季服裝的服用舒適性,吸汗、透濕、快干而譽為涼爽滌綸

 (2)耐高溫阻燃織物

耐高溫阻燃織物主要用制作衛星發射中心消防人員、戰略導彈部隊、海軍艦艇、空軍飛行員等特種部隊作戰防護服,減少和避免各種熱傳遞形式(包括戰火和核爆炸)對指戰員的傷亡,同時也應用于消防、冶金、航空航天、化工、紡織部門工業用耐熱阻燃材料和熱防護服裝。

各種纖維的燃燒性能各不相同,以氧指數(LOI值)表示。LOI值越大,表示越不易燃燒,其中LOI<20為易燃纖維,LOI=20-26為可燃纖維,LOI=26-34為難燃纖維,LOI>35為不燃纖維。以下是幾種常用紡織纖維的氧指數(LOI值)。

 

由上表可知,有些纖維容易燃燒,如棉和腈綸就屬于易燃纖維;而有些纖維本身就有阻燃性,如芳綸即為難燃纖維。因此芳綸成為軍用阻燃織物應用最廣的主要纖維,通常使用的為芳綸/棉織物。

 (3)防水透濕織物 

防水透濕織物即是指織物既能防雨水、冰雪,又具有透濕性,能迅速有效地散發人體排除的汗液。若人體的汗液不能及時排出,那么織物內就會產生水蒸氣而凝結,從而降低服裝等的保暖性。

聚四氟乙烯層壓織物是目前國際上各方面性能最好的防水透濕織物,有著廣泛的用途,代表了目前世界上該領域的研究方向。從國外的發展來看,已經用于軍用極寒地區防護服、帳篷、登山服、宇航服,全天候運動服、運動鞋、手套、醫用手術服等方面。主要材料有

4)防彈織物

防彈織物制作成的防彈衣是現代戰爭中士兵不可缺少的防護服。它具有防槍彈及彈片的功能。單兵防彈裝備經歷了由金屬防護板向非金屬合成材料的過度,又由單純合成材料(如錦綸、凱夫拉等)向合成材料與金屬裝甲板、陶瓷片等復合式防彈系統發展的過程。新技術與新材料對提高防彈織物的防彈性有著決定性的作用。一些新的合成纖維如zylon又稱PBO蜘蛛絲,由于其具有較高的防沖擊性能,已成為防各種碎片、防子彈襲擊的理想材料,且可減輕防彈服的重量,提高防彈能力。

防彈織物一般用芳綸凱夫拉、高強度、高密度聚乙烯等高性能合成纖維織成。其主要機理為以柔克鋼,當槍彈擊中時,防彈織物被拉伸而將沖擊能量分散于織物的纖維中。此種防彈織物是一個整體,相當大的面積都能抵消槍彈的穿透作用,能有效終止槍彈前進。也有的防彈織物由高效超薄防彈鋼片或陶瓷片構成硬質防彈層和高性能合成纖維構成的軟質防彈層共同組成,其防彈作用當然也是由這兩種防彈層共同來完成的。當子彈撞擊硬質防彈層時,由于其具有高強度和高韌性,消耗和分散了子彈所具有的92%的動能,剩余的子彈能量則轉化成熱能,該熱能使子彈本身發生形變或碎裂,而后軟質防彈層又對硬質防彈層所吸收的子彈能量做進一步的分散和消耗。

目前用于防彈織物的合成纖維主要有芳綸、高強聚乙烯纖維等。如芳綸1414。芳香族聚酰胺纖維中最有代表性的高強度、高模量和耐高溫纖維是聚對苯二甲酰對苯二胺(PPTA)纖維,杜邦公司的商品名為“Kevlar”PPTA纖維具有優良的物理機械性能,應用范圍十分廣泛,如工業上的輪胎簾子線、高強度繩索及耐壓容器等;軍事方面如防彈衣、防彈頭盔、降落傘、裝甲板等;航空航天方面如飛機結構和內部裝飾材料,機身、機翼,火箭發動機外殼等。

5)防毒織物 

防毒織物主要用于制作防毒服。防毒服可保護在有毒環境中的戰士免受氣體、液體的有毒物質的危害,保護士兵免受毒氣彈侵襲。防毒織物主要有隔絕型、吸附型和解毒型三種。

l 隔絕型防毒織物  

隔絕型防毒織物是橡膠涂層制品。盡管它能較好的保護皮膚免受毒氣、毒液的危害,但穿著笨重,行動不便,并由于不透氣,阻礙汗液蒸發,使人感到悶熱不舒服,因此其用途受到限制。

l 吸附型防毒織物  

吸附型防毒織物是使用活性炭等具有微細孔隙的物質對毒氣、毒液物質進行吸附。這是物理吸附,它并不能使有毒試劑的毒性消除。這種防毒織物的品種多樣,有的把活性炭紡在纖維里,有的把活性炭粉附在織物上,有的把活性炭粉分散在泡沫塑料里等。這種防毒織物的透氣性好、重量輕、防毒效果優良。現代的吸附性防毒織物為雙層布基,中間夾活性碳的織物,手感柔軟,吸毒面積大。

l 解毒型防毒織物  

解毒型放毒織物是利用附著于織物上的化學物質與毒劑發生化學反應,使其失去毒性而達到防毒目的的。如使用氯酰胺溶液對織物進行浸漬處理,防護作用明顯。還有一種用含鉻絡合物浸漬微孔聚氨酯材料制的防毒織物,因其易燃易破而不便使用。20世紀80年代中期,用微孔中空纖維制成的織物防毒效果極佳。在該中空纖維的內層至少可以填充一種可抑制有毒化學和生物試劑的解毒劑。由于解毒劑包在微孔中空纖維的內層,因此,無論是固體的還是液體的解毒劑,其濃度常高于常規使用的浸漬織物中的解毒劑濃度,又由于微孔中空纖維的多孔性和大的表面積,使解毒劑與毒劑的接觸面積增大,防毒效果好,且解毒劑的適用范圍廣。

這種中空纖維一般由惰性聚合物制成,如聚烯烴、聚酰胺、聚酯、聚氯乙烯等。選用何種聚合物要根據解毒劑性質決定。

多年來,潔爾爽?人在為軍隊現代化建設服務的過程中積累了豐富的經驗。北京潔爾爽高科技有限公司及山東巨龍化工有限公司被評為優質軍需材料供應商。其中,SCJ抗菌材料先后用于解放軍90作訓鞋和07作訓鞋已有28年的歷史,抗菌除臭劑SCJ-963被列入中國人民武裝警察部隊后勤部部標準WHB4109-200201武警作訓鞋》等。

在上期微信中介紹了軍警用功能紡織品的相關知識和功能服裝以及功能紡織品設施。隨著高科技的不斷發展和強軍,加強國防的需要,未來的軍警用紡織品還有進一步發展的需要。未來軍服應該是什么樣,沒有人能夠說得清楚。美軍為其未來步兵研究的新型軍服可以給我們一定的啟示。也許這些軍服不久就將成為現實。

1理想軍服 

這種軍服命名為理想軍服,將以一套輕型戰斗被服形式呈現,內嵌個人局域網,用于健康監測并能夠從無人機等平臺下載戰場態勢感知數據。天線埋設在被服內,以減弱信號特征。該被服能夠防破片、5.56毫米和7.62毫米普通槍彈,還具備生化防護能力。該被服還有可能包括一部安裝在頭盔上的告警系統,可對激光、狙擊手和地雷威脅發出警告。

2高速軍服

 “高速軍服除充當通信設備外,還可發揮多種功能,如進行激光瞄準射擊等。軍事專家透露,實現這些神奇功能軍服的關鍵在于,制作軍服的特種纖維中大量摻入了利用納米技術制造的微型裝置。科學家希望,最終制作這種軍服的面料具有較高彈性,質地很輕,但強度及韌性極高,發揮防彈服的功用。按照美國軍方的構想,屆時美國大兵所戴的激光保護頭盔將成為信息中樞,這種頭盔由納米粒子制成,備有微型電腦顯示器、晝夜激光瞄準感應儀、化學及生物呼吸面罩等。

3超級軍服 

這種戰斗服功能繁多,可說是超級戰斗服。 這種超級戰斗服不僅能夠防彈,還能防生化武器、給傷口上藥、給指揮官指示士兵的位置、隨環境改變偽裝色等等。士兵的鞋子上還裝備了一種超級彈性裝置,能使士兵躍過高達6米的障礙。研究人員還希望給戰斗服研制出一種體液回收和過濾裝置,使士兵能在缺水的情況下飲用自己的體液生存。

4適應軍服

這種軍服,能在黑暗中通過察覺人體散熱發現目標,即時顯示敵友位置,并能根據環境改變顏色,還能監控穿著者心率。穿上這種軍服,將使戰士們不僅能適應惡劣的地形和敵對的環境,而且能在任何環境下,都感覺到像在家里一樣舒適。

5凈化軍服

這是一種全季節防水軍服,能使士兵自己調節內部溫度,無論北極冰雪的寒冷還是赤道沙漠的高溫都能適應。這種軍服的凈化水裝置還能保證戰士隨時隨地有水喝,"你可以向裝置中倒入地面上的臟水甚至汗水和尿,而從裝置中倒出的將是可以喝的水。"雖然這種軍服帶有水凈化系統,卻相當輕便。軍服上由電腦控制的裝備、包括頭盔的正前方有一個能夠顯示實時信息的小屏幕。

6陸地軍服

 “陸地軍服外形和太空服一樣,它的特點是裝有與士兵武器系統相連接的紅外傳感器裝置。過去,士兵們不得不依靠在出發前印好的信息地圖來完成任務。但是憑借"陸地軍服",每個戰士可以通過安裝在頭盔上的全球定位系統、小型無線聲音和數據通信系統以及一個可穿著的計算機獲得即時的信息。從頭盔上翻下的小型顯示器通過熱能和夜視傳感器系統與士兵的武器系統相連接,能使士兵在黑暗中描視周圍的環境。這個顯示器還可以為每個士兵提供一個形勢圖,使他們即時掌握同伴以及敵人的位置。士兵在戰場上請求火力支援,會像發一個E-mail一樣簡單,因為他隨時都能與指揮官取得聯系。

7變色龍迷彩軍服

據報道,近年來國外已研制出一種所謂變色龍型迷彩作訓服,其材料采用一種光色性染料染色,可隨著周圍環境的光色變化而自動改變顏色。一般情況下,如果周圍環境不變,染料處于一種穩定的狀態,彩色不發生變化。一旦環境發生變化,光色性染料受到新的光線和環境主色調的反射,會變成與新的環境大致相適應的彩色。

目前美軍正在研究采用溫敏、光敏或電化學染料的新型迷彩作訓服,可使作訓服的顏色和圖案隨地點環境的變化而改變,具備動態防偵視功能。在溫度和光的作用下,纖維的某些性能如顏色、力學性能等隨溫度或光的變化而發生可逆變化的纖維稱為溫敏或光敏纖維。光敏纖維研究的熱點是光致變色纖維,溫敏纖維,通過在纖維中隱入溫敏化合物而制得,對溫敏纖維研究得最多的是溫敏變色纖維。日本東麗公司已制成溫致變色纖維,該纖維在-40ºC-80ºC能變8種顏色。

8、納米軍服

所謂納米技術,是以0.1100納米(1納米相當于十億分之一米)尺度為研究對象的新技術。納米技術通過操縱原子、分子、原子團、分子團,使其重新排列組合,形成新的物質,制造出具有新功能的機器。該技術在信息、生物工程、醫學、光學、材料科學等領域均具有廣闊的應用前景。雖然美軍目前所穿的作戰服裝已經具備較好的防彈、防水性能,但是缺點也很明顯,即重量太大,而且還需攜帶許多諸如夜視儀等其他裝備才能執行作戰任務,這樣的軍裝既笨重又不透氣,穿起來十分難受,限制了軍隊作戰能力的發揮。而納米軍裝恰恰可以解決這些問題。 

新一代納米軍服的每一根纖維都由30層特殊塑料和玻璃制品構成,其厚度僅有100納米,并具有特殊的紅外功能。士兵穿上這種纖維制成的納米軍服,能夠在錯綜復雜的戰場環境中輕松辨認出敵我,從而在最大程度上避免誤傷。預計納米軍服將于2007年完成基礎研究工作,開始進行實驗。納米軍裝共有六大功能:

①輕巧:以覆蓋整套作戰服裝的防水層為例,其總重量只有0.45克,較之以前輕巧不少,而且透氣性能極佳。

②智能化:內嵌在納米防彈頭盔內的超微電腦具有防護、通信、指揮、分析以及全天候火力瞄準等功能,軍服材料中使用的納米太陽能傳導電池可與超微存儲器相連,確保整個系統的能源供應。

③防護功能:由于納米材料極高的強度和韌性,因此可以發揮防彈作用。此外,軍裝中的納米傳感器還可以感應空氣中生化指標的變化,當有害氣體或物質指標突然升高時,軍裝會立即將頭盔和其他通氣部分的透氣口關閉,并釋放生化武器的解毒劑,起到預防效果。

④治療功能:該軍裝將使用一種特殊材料,能夠在接收到納米傳感器發出的信號后,按照不同的情況,改變材料的物理狀態。如果士兵意外受傷,這種材料可以當作石膏使用;如果士兵需要休息,材料就可以變得松軟一些。此外,嵌在軍裝中的納米生化感應裝置可以監視士兵的心率、血壓、體內及體表溫度等多項重要指標,以及辨識體表流血部位,并使該部位周邊的軍服膨脹收縮,起到止血帶的作用。士兵傷情數據也會向戰地醫生的個人電腦系統發送,軍醫可遠程操控軍服進行簡單治療。

⑤識別功能:納米軍裝將用一種具有特殊的紅外線功能的特制纖維作為縫制的主要材料。士兵穿上了這種軍服,在激戰中能很容易地辨認出自己的戰友,從而最大程度地避免誤傷事件的發生。

⑥隱身功能:這種軍服的特種纖維中將大量摻入利用納米技術制造的微型發光粒子,從而可以感知周圍環境的顏色并做出相應調整,使軍服變成與周圍環境一致的隱蔽色,從而具備一定的隱身功能。智能材料與結構是近年來發展起來的新型的高科技材料。將具有獨特的物理、化學性質的材料做傳感器,在具有傳感和驅動功能的材料中加上控制功能,便成為智能材。

9、新型防彈衣 

隨著防彈材料的發展,未來士兵的包裝將更加嚴密,可以說是刀槍不入、彈不能進身,形形色色的防彈衣將層出不窮。

1)防電子防彈衣

這種防彈衣不僅能防彈,而且還能捕捉到來襲導彈所發出的信號以后,立即進行處理,并在幾微秒之內對信號進行修改,并發送出去,使來襲導彈引信受騙上當,在距離幾百米的地方就誤認為已到達了應該引爆的高度,從而提前爆炸。它不僅能對付單發導彈,而且可對付多發導彈來襲。 

2)蜘蛛絲防彈衣

蜘蛛絲也被認為是制作防彈衣的優良材料,只是目前由于大規模養殖蜘蛛的一系列問題尚未解決,還不具備實用價值。

蜘蛛絲的主要化學成分是甘胺酸(NH2-CH2-COOH)、丙胺酸(NH2-CH[CH3]-COOH)及小部分的絲胺酸(NH2-CH[CH2OH]-COOH),加上其它胺基酸單體蛋白質分子鏈構成。外觀上又細又柔軟的蜘蛛絲之所以具有極好的彈性和強度,其原因在于:一方面,蜘蛛絲中具有不規則的蛋白質分子鏈,這使蜘蛛絲具有彈性;另一方面,蜘蛛絲中還具有規則的蛋白質分子鏈,這又使蜘蛛絲具有強度。

科學家們已經開始運用仿生學理論研制人工蜘蛛絲,以期求得強力更高而質量更輕的防彈材料。在美國南部的佛羅里達州和許多拉美國家,生活一種別名叫作金眼的蜘蛛。體形較大,素以結網粘捕飛鳥而著稱。近年來,美國軍方對這種蜘蛛進行了大量研究,發現它的絲有著非常好的力學性能、抗張強度和彈性,是制作防彈衣物極為理想的材料。用它制作的防彈衣,重量將更輕、防彈性能將更好。目前,美國正在解決利用人工方法生產蜘蛛絲,采取生物基因工程技術生產的絲纖維蛋白物,與蜘蛛絲進行混合,生產出制作防彈衣的材料。另外,我國成都天友公司最近正研制開發OEM1基因桑樹工程和轉蜘蛛絲蛋白基因工程。高含蜘蛛絲蛋白的新家蠶絲可成為制作新型防彈衣的材料,從而實現了把蜘蛛蛋白基因移植到家蠶身上,這是家蠶養殖上的重大突破,推動了絲質防彈衣的早日誕生。

3)仿生防彈衣

這種防彈衣,采取具有松塔和鹿角等生物的屬性制作的。穿上這種防彈衣的士兵,將可以抗風雨、防子彈。這是因為,松塔能有效地對付潮濕,當大氣濕度下降,松塔的鱗狀葉子便會自動張開進行呼吸。基于此,利用類似松塔結構的人造纖維系統,組成新的纖維結構,能適應外界自然條件的變化。如,英國已著手研制這種仿生防彈衣,并將于2010年裝備部隊。

4)多能防彈衣

它使用最新材料制成,全重7.6公斤,包括戰斗服、防彈衣、手套、新型戰斗靴、制冷圓領衫、承載元件等。具有防彈、防化學戰劑、防火、防熱核、防紅外監視、防激光、抗御風雨等多種功能。隨著世界恐怖主義的發展,各種槍殺、暗殺事件的屢次發生,防彈衣將暢銷西方國家。在當年美國總統里根遭到欣克利手槍刺殺后,各國軍界對防彈衣的研究掀起了一股新的浪潮,各種各樣的防恐怖防彈衣紛紛問世,大大提高了警衛防護能力。

(來源:染整技術)

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