Уровень развития современных средств поражения заставляет разработчиков средств индивидуальной и бронезащиты постоянно стремиться к повышению баллистических свойств и экономических характеристик производимых изделий. Основными материалами для средств индивидуальной и бронезащиты являются ткани жесткопрочных арамидных волокон. Многослойные пакеты из этих тканей при достаточно малой массе и возможности скрытого ношения обеспечивают защиту от пуль и осколков, имеющих скорость до 450-500 м/с и энергию до 300-500 Дж. Арамидные волокна, кроме того, сочетают в себе низкую плотность (до 1.45 г/см3) и рекордную прочность (до 600 кг/мм2) и стойкость к большинству агрессивных сред.
Для изготовления средств баллистической защиты «Каменскволокно» предлагает следующие параарамидные волокна и нити. Это нити СВМ линейной плотности 29.4 и 58.8 текс, имеющие относительную разрывную нагрузку 176-186 см/текс, и нити Русар линейной плотности 29.4, 58.8 и 100 текс, характеризующиеся повышенной относительной прочностью 210-250 см/текс.
В результате сравнительных испытаний было установлено, что нити Русар по прочностным характеристикам и модулю упругости превосходят нити СВМ на 12-20%. Указанные преимущества нитей Русар реализуются в более высоких показателях противоосколочной стойкости в баллистических тканях на их основе. Применение этих тканей при изготовлении композитных шлемов взамен ткани ТСВ-МТЖ обеспечило снижение их массы на 10-12% при уменьшении затрат на основу и сырье до 17%.
Нить Русар производят традиционным для арамидных нитей способом. Полимер для изготовления нитей Русар получают путем низкотемпературной поликонденсации двух диаминов, дихлорангидридов трифталевой кислоты. Формование раствора полимера осуществляется в многокомпонентную осадительную ванну.
Производимые в России нити линейной плотности 29.4 и 58.8 текс традиционно используют для изготовления баллистических тканей. Возросшие в последние годы требования со стороны разработчиков средств баллистической защиты, повышенные требования к надежному обеспечению качества материала, побудили коллектив «Каменскволокно» проводить комплекс исследований, направленных на разработку новых качественных характеристик продукции. Так важным свойством арамидных нитей, как впрочем, и многих других волокнистых материалов, является дискретность их структуры, которая обуславливает высокую стойкость нитей к напряжениям при изгибе.
Использование микроволокон дает возможность повышения прочностных свойств нити, что обусловлено в частности поверхностными эффектами. С уменьшением диаметра повышается устойчивость волокна к хрупкому разрушению при изгибе. Чем меньше диаметр, тем меньше напряжение при изгибе и тем меньше разрушение волокна. Было также установлено, что с уменьшением линейной плотности элементарных волокон повышается баллистическая прочность ткани из комплексных арамидных нитей. Именно малые диаметры филаментов в сочетании с химической структурой полимера позволяют нитям выдерживать значительное напряжение при изгибе без разрушения и обеспечивать равномерность баллистических характеристик ткани в продольном и поперечном направлении. В то же время с увеличением количества элементарных волокон в комплексной нити увеличивается рассеивание энергии удара пули или отскока и баллистическая прочность ткани повышается.
В связи с этим в 2003 году специалистами «Каменскволокно» совместно с разработчиками и производителями тканей и средств индивидуальной бронезащиты была разработана и освоена технология получения нитей с увеличенным содержанием филаментов, а также баллистических тканей и изделий на их основе. Для получения нити с увеличенным количеством филаментов специалистами «Каменскволокно» были проведены и теоретические расчеты фильер, обеспечивающих необходимый уровень фильерной вытяжки, произведена корректировка режима формования и термообработки нити, подобран оптимальный состав осадительной и пластификационной ванн определена структура нити и оптимизирован режим перемотки нити. В ходе отработки технологического режима были сформованы опытные партии нитей, изготовлены ткани из этих нитей и проведены баллистические испытания. По результатам испытания от заказчиков было получено заключение о качестве нитей и тканей на их основе.
В 2002 году по итогам этих разработок ООО «Каменскволокно» были разработаны ТО на нити Русар линейная плотность 29.4 и 58.8 текс с увеличенным содержанием филаментов. Эти ТО были согласованы с основным заказчиком. При этом удельная разрывная нагрузка нити согласно ТО составляет не менее 230 см/текс это для нити 29.4 и 58.8 текс. Разрывная нагрузка ткани артикул 56-319 изготовленная из этих нитей составляет 3200-3500 н. В бронепакетах использование тканей на основе нитей Арус 29.4 текс имеют фактическую скорость 50% непробития в сухом состоянии 590-630 м/с, в мокром состоянии 590-600 м/с.
Разработка баллистических тканей на основе нитей Оруж с уменьшенной линейной плотностью филаментов дает возможность создания новых защитных комплектов и шлемов для министерства обороны и спецподразделений. Спасибо за внимание.
Выступление Л. В. Ткачевой, ОАО «Каменскволокно», на 2-й международной конференции «Полимерные материалы XXI века», проходившей в рамках 14-й международной выставки «Химия-2007».
|
