Die traditionelle kugelsichere Weste besteht hauptsächlich aus einer Jacke und einem kugelsicheren Einsatz, und die Jacke besteht hauptsächlich aus Chemiefaserstoffen. Dieses Chemiefaserprodukt ist sehr leicht und dient hauptsächlich der Abdeckung und dem Schutz der kugelsicheren Schicht. Die kugelsichere Schicht besteht aus harten und weichen Materialien wie Metall, glasfaserverstärktem Kunststoff, Keramik, Nylon, Kevlar (Aramid) usw. Aufgrund des großen Gewichts von Metall, glasfaserverstärktem Kunststoff, Keramik und Schwergewicht ist die Der Komfort der kugelsicheren Weste wird stark beeinträchtigt. Auswirkungen auf die Aktivitäten einzelner Personen haben. Daher haben einschlägige Forscher Untersuchungen zum Material der kugelsicheren Schicht durchgeführt und große Fortschritte erzielt.

Das Hauptmaterial für Körperpanzer sind ultrahochmolekulare Polyethylenfasern (UHMWPE), die derzeit mit einem Molekulargewicht von 1 bis 5 Millionen die Faser mit der höchsten spezifischen Festigkeit und dem höchsten spezifischen Modul weltweit sind.
UHMWPE-Fasern sind heute eine der drei wichtigsten Hochleistungsfasern der Welt, und mein Land ist ein großes Land für Chemiefasern. Mittlerweile wurden in China eine Reihe industrieller Produktionsstandorte für UHMWPE-Fasern gegründet, und die Entwicklung ist auch ein Ausdruck der umfassenden Stärke eines Landes. UHMWPE-Fasern werden in wichtigen militärischen Bereichen eingesetzt.
Eigenschaften von UHMWPE
1. Hohe spezifische Festigkeit und hoher spezifischer Modul. Die spezifische Festigkeit ist mehr als zehnmal so hoch wie die des Stahldrahts desselben Querschnitts, und der spezifische Modul ist nach der Superkohlenstofffaser an zweiter Stelle.
2. Geringe Faserdichte, die Dichte beträgt 0.97–0.98 g/cm.
3. Geringe Bruchdehnung, große Brucharbeit und starke Fähigkeit zur Energieabsorption, daher hervorragende Schlag- und Schnittfestigkeit.
4. Hoher Reibungskoeffizient.
5. Chemische Korrosionsbeständigkeit, Verschleißfestigkeit und lange Biegelebensdauer.
6. Anti-Ultraviolett-Strahlung, Anti-Neutronen- und Gammastrahlen, hohe spezifische Energieabsorption, niedrige Dielektrizitätskonstante und hohe Durchlässigkeit für elektromagnetische Wellen.
In den letzten Jahren hat sich PE-Faser nach und nach zum Hauptmaterial für Schutzausrüstung entwickelt. Es handelt sich um eine organische Hochleistungsfaser, die in den frühen 1980er Jahren erfolgreich entwickelt wurde und heute auch eine der drei wichtigsten Hightech-Fasern (Kohlefaser, aromatische Faser, PE-Faser) weltweit ist. PE-Fasern haben eine hohe axiale spezifische Zugfestigkeit und Steifigkeit, die spezifische Festigkeit ist die höchste unter allen Fasermaterialien und der spezifische Modul ist nach Kohlenstofffasern mit hohem Modul der zweitgrößte (Kohlenstofffasern sind jedoch spröde und nicht für den Kugelschutz des menschlichen Körpers geeignet). . Hauptkörpermaterial), die spezifische Energieabsorptionsleistung ist unter allen Fasern am höchsten, die Kältebeständigkeit, die UV-Beständigkeit sind ausgezeichnet und auch die Wasserbeständigkeit ist ausgezeichnet. Wir alle wissen, dass weiße Plastiktüten in der atmosphärischen Umgebung 100 Jahre lang nicht zersetzt werden, und dieser Kunststoff besteht eigentlich aus PE-Fasern als Rohmaterial. Es ist eine schlechte Sache, dass PE im Leben nicht abgebaut wird und die Umwelt verschmutzt, aber diese Eigenschaft ist bei kugelsicheren Produkten nicht erwünscht, was darauf hindeutet, dass es eine gute Widerstandsfähigkeit und eine lange Lebensdauer aufweist.
Darüber hinaus ist die ballistische Widerstandsfähigkeit von PE-Fasern aus Sicht der ballistischen Widerstandsfähigkeit etwa 30 % höher als die von Aramid in Bezug auf die Durchschussfestigkeit bei niedriger Geschwindigkeit; In Bezug auf die Durchschussfestigkeit bei hoher Geschwindigkeit ist die Leistung von PE-Fasern 1.5 bis 2 Mal so hoch wie die von Aramid. Man kann sagen, dass die Nachteile von Aramidfasern zu den Vorteilen von PE-Fasern geworden sind und die Vorteile von Aramidfasern bei PE-Fasern besser geworden sind, sodass es einen unvermeidlichen Trend gibt, dass PE-Fasern Aramidfasern im Schutzbereich ersetzen.
Natürlich weist PE-Faser auch Nachteile auf und ihre Temperaturbeständigkeit ist weitaus geringer als die von Aramidfasern. Die Einsatztemperatur von PE-Faserschutzprodukten liegt innerhalb von 70 °C (was den Anforderungen des menschlichen Körpers und der Ausrüstung gerecht werden kann, d. h. der Anforderung einer Temperaturbeständigkeit von 55 °C). Wenn die Temperatur diesen Wert überschreitet, nimmt die Leistung rapide ab. Wenn die Temperatur 150 °C überschreitet, schmilzt die PE-Faser, während die Aramidfaser schmilzt. Die Faser kann auch bei 200 °C noch eine gute Schutzleistung aufrechterhalten und tropft oder zersetzt sich bei 500 °C nicht; Wenn es plötzlich einer hohen Temperatur über 900 °C ausgesetzt ist, wird es direkt karbonisiert und bildet eine Wärmedämmschicht. Diese sind in PE-Faserschutzprodukten nicht verfügbar und werden zu den einzigartigen Vorteilen von Aramidprodukten.
PE-Fasern werden auch zum Panzerschutz von Geräten verwendet. Ursprünglich wurde es in der Luftfahrtausrüstung eingesetzt. In den späten 1990er Jahren wurde dieses Material hauptsächlich für die Schutzpanzerung von Militärflugzeugen verschiedener Länder verwendet. Derzeit haben alle Länder der Welt eine große Anzahl von Schutzpanzerungen aus PE-Fasern auf Schiffen, Fahrzeugen, gepanzerten Fahrzeugen und anderen Geräten eingeführt. Der Einsatz von PE-Faserpanzerungen in Geräten löst den Widerspruch zwischen Gewicht und Schutz. Unter der Bedingung eines begrenzten Gewichts schützt es die Sicherheit des Personals besser und verbessert die Überlebensrate der Ausrüstung auf dem Schlachtfeld und die Überlebensrate des Personals. Im Vergleich zu Metallpanzerungen ist PE-Faserpanzerung leichter. Bei gleichem Schutzniveau kann das Durchschnittsgewicht um mehr als die Hälfte reduziert werden; Darüber hinaus kommt es nicht zu sekundären Abprallverletzungen, und als Auskleidung der Stahlpanzerung kann sie sehr wirksam verhindern, dass die innere Schicht der Stahlpanzerung durch das Schrapnellprojektil zusammenbricht und Verluste verursacht.

Im Jahr 2010 entwickelten einige Wissenschaftler einen „flüssigen Körperschutz“.
Es wiegt nur zwei Drittel einer normalen Körperpanzerung.
Dieser flüssige Körperschutz verwendet eine „scherverdickende Flüssigkeit“, die beim Aufprall einer Kugel aushärtet, um die Kugel zu blockieren. Es handelt sich tatsächlich um eine nicht-Newtonsche Flüssigkeit.
Was ist also eine nicht-Newtonsche Flüssigkeit?
Nicht-Newtonsche Flüssigkeiten beziehen sich auf Flüssigkeiten, die Newtons experimentelles Viskositätsgesetz nicht erfüllen, d. h. Flüssigkeiten, deren Scherspannung und Scherdehnungsrate nicht linear zusammenhängen. Nicht-Newtonsche Flüssigkeiten sind im Leben, in der Produktion und in der Natur weit verbreitet. Die überwiegende Mehrheit der biologischen Flüssigkeiten gehört zu den heute als nicht-Newtonschen Flüssigkeiten definierten Flüssigkeiten. Verschiedene Körperflüssigkeiten wie Blut, Lymphflüssigkeit, Zystenflüssigkeit und „Halbflüssigkeiten“ wie Zytoplasma sind alle nicht-Newtonsche Flüssigkeiten.
Auch ein übliches Nahrungsmittel wie Kaugummi ist eine nicht-Newtonsche Flüssigkeit.
Die nichtnewtonschen Flüssigkeitseigenschaften von scherverdickenden Flüssigkeiten sind besser.
Wenn man es langsam mit den Fingern einrührt, ist es wie eine normale viskose Flüssigkeit.
Wissenschaftler tauchten herkömmliche Körperschutzwesten aus hochfesten Fasern in eine scherverdickende Lösung und stellten nach vielen anderen Prozessen unseren flüssigen Körperschutz her.

Links: gewöhnliche Körperschutzfaser. Rechts: flüssige Körperschutzfaser

Links: Gewöhnlicher Körperschutz. Rechts: Flüssiger Körperschutz
Der neue Körperschutz ist leichter. Ursprünglich war die Stärke von 15 Lagen Kevlar-Körperschutz erforderlich. Nach der Verwendung von Scherverdickungsflüssigkeit sind nur 10 Schichten erforderlich, um den gleichen Effekt zu erzielen, und die zusätzliche Scherverdickungsflüssigkeit ist mehr als das. 5 Schichten Kevlar sind viel leichter.
Trotz der Vorteile flüssiger Körperpanzer sind die hohen Kosten, der technische Inhalt und die Massenproduktion jedoch immer noch schwierig und es ist schwierig, sie vollständig zu fördern. Es wird jedoch davon ausgegangen, dass der neue flüssige Körperschutz in naher Zukunft definitiv die stabilste Barriere zum Schutz der Sicherheit von Soldaten sein wird.