世界前沿防弹防护衣的高性能纤维发展状况

发表时间：2010-11-05 发表评论()

　　除了工业应用之外，高性能纤维还被用於制作军队用防弹衣。美国、荷兰、英国、中国等地的纺织防弹技术，正随着纤维性能的不断提升而得以延伸。

防弹衣是能吸收和耗散弹头、破片动能，阻止穿透，有效保护人体受防护部位的一种服装。作为一种特殊用途的防护服，防弹衣在作战时，能将弹体碎裂後形成的破片弹开，并通过防弹材料消释弹头的动能。

为了满足防弹衣要最大程度地吸收子弹及其他射体动能的要求，防弹材料必须具有强度高、韧性好、吸能能力强的性能，以高强和高模的高性能纤维为主。用於抗冲击的纤维材料，其性能取决於纤维的断裂能及应力波传递的速度。应力波要求尽快扩散，而纤维在高速冲击下的断裂能应尽可能提高。

而服用性能方面，在不影响防弹能力的前提下，防弹衣应轻便舒适，穿着後仍能灵活地完成各种动作；服装对“服装-人体”系统的微气候环境具有调节能力，避免防弹衣内表面湿气积蓄，而给人体造成闷热潮湿等不舒适感，减少体能的消耗。

目前在国外防弹衣市场上，美国、荷兰、英国、俄罗斯、德国、日本等产品最为流行，质量也最好。

防弹产品的材料主要是高性能有机合成纤维，如美国杜邦（DuPont）对位芳香族聚酰胺纤维Kevlar、荷兰帝斯曼（DSM）的迪尼玛（Dyneema）纤维、美国Allied Signal公司（现Honeywell）的Spectra超高分子量聚乙烯纤维。

美国：身体防护技术处于业界前沿

在防弹防护服领域，美国杜邦技术始终处于业界前沿，Kevlar材料自上世纪七十年代左右被研发成功後，直至今日，产品不断升级，被广泛装备美、德、法、英、以色列等国家的大部分军队和警察。目前，Kevlar Xp是该系列最新专利，通过新的织物技术及新的涂层技术，使最终制品具有防弹和损伤防护功能。

在杜邦及其独立机构的试验中，由11层Kevlar XP构成的防弹背心，在第三层就能挡住子弹，剩下的各层用来缓冲子弹的冲击力，可减轻穿用者的外伤。穿用44口径手枪用防弹服时，Kelar XP能分散15%的子弹冲击力，而且背心重量至少减轻10%。

据杜邦介绍，目前市场上的轻质材料，通常是指20∼40层的背心，最低需要9层才能挡住子弹。杜邦准备投资5亿美元，在2010年完成Kevlar扩产，届时产能可提高25%。

Kevlar XP特别提供了减小15%隐藏面变形，减轻至少10%的防弹衣重量。此外，Kevlar XP还具有卓越的层与层之间的耐磨性。

公司表示：“以我们的经验，我们从未在轻质技术解决方案中，见过像Kevlar XP技术这样有效的阻挡子弹和减少创伤。这是一个令人振奋的新的弹道技术平台，并且是杜邦不断创新的保护人身安全产品中的最新实例，

Kevlar XP技术是为给最终用户提供更高性能和更舒适的防弹衣而设计的，同时它符合当前和未来国际标准的需求。”

目前，Kevlar XP市场的年增长率超过10%。

荷兰：扩大防护安全织物产品系列

荷兰TenCate获得美国军方Defender M织物订单，用于生产美国陆军和美国海军穿着的阻燃迷彩服。

TenCate在2004年，以大约3600万美元价格收购Southern Mills公司，专业生产安全服装阻燃织物。收购前，该公司年销售额大约为1亿美元，主要以其自有品牌为美国消防及产业市场从事生产，收购後，扩大了防护安全织物产品系列。

目前，Defender M织物已成为美国军队迷彩服的主要生产材料。美国陆军和海军不断增长的需求，已超过了FR人造丝的现有生产能力，也超过了间位芳纶纤维的现有生产能力。

此外，TenCate公司Millenia轻质面料内含60% Kevlar 和40%PBO，投放美国市场后，又推向了欧洲市场。

荷兰帝斯曼是迪尼玛的发明者和制造商。迪尼马是一种超强聚乙烯纤维，它以最小的重量提供最大的强度，以重量计，它的强度是钢的15倍，比芳轮纤维高40%以上，用于制做警察和军人的防弹铠甲和衣服。

迪尼玛制成的防弹衣由数层迪尼玛纤维层构成，每层纤维的方向均与相邻层中的纤维相垂直。

这种单向结构，使其能耐受子弹或其它武器冲击的能量，并将之更快和更高效率地沿着纤维分散开来，可为抵御包括冲击步枪（例如AK47）和爆炸装置（如IEDs）在内的弹药威胁提供强大的防护。

英国：Kevlar与防护液体构成超级护甲

英国科学家最近研发出一种液体防护衣，这种防护衣在受压後会自动变硬，吸收撞击在它表面的弹片产生的冲击力。

该技术利用STF抗剪稠密液体（当受到外压时，分子会紧紧结合在一起）和Kevlar纤维等增强材料。当这种被称作“防弹奶蛋糊”的液体，与传统的Kevlar纤维粘贴在一起时，可以吸收子弹产生的冲击力，并通过变稠，对撞击做出反应。

而这种新型液体防弹衣需要的材料更少，这意味着防弹衣会更薄、更轻，因此可以用它包裹更大范围的身体，而且士兵的灵活性不会受到太大干扰，并使防弹衣的厚度减少多达45%。

作用机理是：当防弹衣受到冲击时，组成这种材料的分子的结合方式，跟奶蛋糊类似。用汤匙搅动奶蛋糊的例子，是这项技术的最好解释––汤匙搅奶蛋糊时，会感觉汤匙受到了阻力。

当液体防护衣里的液体成份结合在一起时，人体会感到明显的阻力。搅拌的越快，奶蛋糊变得就越硬，因此当子弹高速撞上该材料时，它会迅速变硬，吸收撞击产生的冲击力。”

法国：Kermel品牌纤维面料可应用于极端条件

现在，法国军方已经选用Kermel品牌V50和VMC40型纤维面料制作的装备与通信一体化步兵服装。

V50型纤维面料主要用作夏季作战服，VMC40型纤维面料用作冬季作战服。

据军方使用后介绍，V50型纤维的柔软性以及FR粘胶纤维的吸收能力使作战服穿着起来非常舒适，并且结合了超强的防热性，作战服能够适应夏季及过度季节的气候环境。

VMC40型纤维则是Kermel公司最新研发的另一款面料。作为在潮湿及寒冷气候条件下的理想选择，这种纤维的手感柔软，并且将导湿与阻燃性能结合在一起。

经实地测试，两种面料具有天然阻燃性能，多次洗涤后，作战服仍完好地保存伪装防护性。两种纤维面料均通过Oeko-Tex 100认证，并达到健康防护标准。

此外，以Kermel纤维所制造的防护服，还应用于防火、装甲兵装备、警察武装维护装备，以及危险操作行业等领域。

该织物具有不燃本质，能在服装的整个寿命周期中保持不燃。采用Kermel芳纶纤维生产的服装，在不褪色方面具有优越性能。

该织物反复洗涤后，不仅能保持迷彩防护，还能保持其热防护能力，在极端条件下亦不例外。

中国：从原料研发到制作一条龙

中国是继荷兰、美国之后，又一个能够从原料研发到制作一条龙生产防弹衣的国家。伊拉克政府曾订购2万件中国防弹衣用于装备警察部队，并从中国大批量进口军用服装。

据报道，曾经有英国驻伊拉克部队的12名士兵，在伊拉克遭到反美武装袭击，以一人死亡的微小代价冲出了包围。死里逃生的英军士兵身上的防弹衣，被密集的子弹打得像蜂窝，但没有一件防弹衣被子弹击穿，死亡的那名士兵是因为被流弹击中了无防护的脑部。当时，英军士兵身上穿的防弹衣全部来自中国。

中国软体防弹衣重2至5公斤不等，防弹规格有防手枪、防冲锋枪的等，其中最强的防弹衣可以挡住机枪的7米距离射击，而这个距离的机枪杀伤力可以击穿两厘米厚的钢板。

随着生物技术的进步，像蚕丝、蜘蛛丝这样坚韧的材料，有可能通过转基因或合成的方法，得以大量生产。

纳米技术的发展，也将使柔韧、坚固的防弹材料开发成为可能。