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陈婧1,于馨茗2,刘宇航1,周宏元3,黄广炎1,4,张宏1,4*
CHEN Jing1, YU Xinming2, LIU Yuhang1, ZHOU Hongyuan3, HUANG Guangyan1,4, ZHANG Hong1,4 *
摘要: 现代战场环境具有复杂性和多变性,人员和装备面临高寒、电磁辐射和子弹冲击等多样化威胁,因此有必要研发轻质便携的多功能防护材料,进一步保障作战人员和武器装备的安全。物理叠加单一功能织物实现多功能集合会造成材料成本和质量的严重增加,目前已有对织物的多功能开发和研究,但还未有多功能织物将防水、电磁屏蔽、阻燃、光发热、钝伤防护五种战场所需功能集合于一体。采用MXene材料作为功能层,芳纶织物(Twaron)作为基础材料,有机硅胶作为表面防水层,制作多功能一体化材料MS-Twaron。接触角测试、电磁屏蔽测试、阻燃测试、弹道实验和光热实验的实验结果表明:1)相比于亲水材料Twaron(接触角为29.7°),MS-Twaron具有良好的疏水性能(接触角为112.3°);2)相比于完全不具有电磁屏蔽性能的Twaron,MXene质量分数为8.61%的MS-Twaron在X波段总电磁屏蔽效能提升至13.490 ~14.969 dB;3)对比Twaron,MS-Twaron的余焰时间增加5.0 s,但阴燃时间缩短3.5 s,平均损坏长度减小5.3 mm;4)MS-Twaron具有抗钝伤的性能(弹道冲击的凹陷深度比Twaron小6.12 mm);5)对比没有光热性能的Twaron,自然光(光强100.3×103 LUX)照射后,MS-Twaron表面温度高达50.22 ℃;白炽灯(100 w,30 cm)照射后,MS-Twaron温度上升至39.58 ℃;红外灯(375 w,40 cm)照射后,MS-Twaron能达到97.18 ℃的高温。MS-Twaron凭借轻质、光发热、电磁屏蔽等多功能一体化,可为新一代多功能防护装备的发展提供设计思路。
中图分类号: