梁 志

（江西聯(lián)創(chuàng)電聲有限公司，江西 南昌 330096）

現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)下，防暴頭盔[1]只有一種盔型，為全盔型，由殼體、緩沖層、襯墊、面罩、佩戴裝置（包括系帶、下頦托、佩戴扣和盔頂懸掛系統(tǒng)等）、護(hù)頸組成。適合公安全警種使用，能夠有效防護(hù)警員頭部、面部、頸部免受銳器、利器、棍棒及非爆炸性投擲物（如潑灑腐蝕性化學(xué)液體） 攻擊的警用頭盔，是警務(wù)人員在反恐反暴斗爭中佩戴以保護(hù)自身安全、保存戰(zhàn)斗力的必備防護(hù)裝備。

頭盔在滿足各項(xiàng)防護(hù)性能和作戰(zhàn)技能指標(biāo)的前提下，為確保頭盔的佩戴穩(wěn)定性和可靠性[2]，按照GA294—2012《警用防暴頭盔》要求，頭盔佩戴裝置的織帶應(yīng)能承受900 N 負(fù)載，加載過程中織帶伸長量應(yīng)小于等于25 mm，卸載后佩戴插扣能正常使用[3]。

1 試驗(yàn)背景

基于防暴頭盔佩戴裝置穩(wěn)定性和可靠性的要求，對(duì)不同材質(zhì)和不同編織形式的編織帶進(jìn)行了佩戴裝置強(qiáng)度性能試驗(yàn)驗(yàn)證，并記錄各類編織帶縫制的佩戴裝置編織帶伸長量，以探究編織帶材質(zhì)和編織形式對(duì)頭盔佩戴裝置編織帶伸長量的影響。

2 試驗(yàn)對(duì)象

試驗(yàn)對(duì)象為頭盔佩戴裝置，即各類材質(zhì)和編織形式的編織帶縫制的佩戴裝置，其外形見圖1。本文所選用的編織帶按材質(zhì)種類可分為：尼龍織帶、滌綸織帶、氨綸織帶。編織帶按編織形式可分為：平紋織帶、坑紋織帶、人字紋織帶、工字紋織帶。

圖1 佩戴裝置

3 試驗(yàn)方案

為驗(yàn)證編織帶材質(zhì)和編織形式對(duì)佩戴裝置編織帶伸長量的影響，本文將按照下述兩種試驗(yàn)方案進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證試驗(yàn)，試驗(yàn)設(shè)備采用頭盔專用佩戴裝置強(qiáng)度試驗(yàn)設(shè)備，試驗(yàn)環(huán)境在室溫狀態(tài)下進(jìn)行，所縫制的佩戴裝置除編織帶材質(zhì)和編織帶的縫制形式不同以外，其余縫制所需的零部件全部為同批、同質(zhì)、同類物料，同一員工縫制，可近似為無任何差異，避免了因其他因素導(dǎo)致的偏差影響。

試驗(yàn)方案一：選用同一編織形式的尼龍織帶、滌綸織帶和氨綸織帶縫制成佩戴裝置，每款縫制2套，織帶厚度約1.0 mm，織帶編制形式為人字型編織；上述3 款材質(zhì)的佩戴裝置進(jìn)行編號(hào)，尼龍織帶佩戴裝置編號(hào)為01-1 和01-2，滌綸織帶佩戴裝置編號(hào)為02-1 和02-2，氨綸織帶佩戴裝置編號(hào)為03-1 和03-2；將上述3 款佩戴裝置裝配在成品盔上進(jìn)行佩戴裝置強(qiáng)度試驗(yàn)，記錄織帶伸長量。

試驗(yàn)方案二：將平紋尼龍織帶、坑紋尼龍織帶、人字紋尼龍織帶和工字紋尼龍織帶分別縫制成佩戴裝置，每款縫制2 套，織帶厚度約1.0 mm；上述4 款不同編織形式的佩戴裝置編號(hào)，平紋尼龍織帶編號(hào)為001-1 和001-2，坑紋尼龍織帶編號(hào)為002-1 和002-2，人字紋尼龍織帶編號(hào)為003-1 和003-2，工字紋尼龍織帶編號(hào)為004-1 和004-2；將上述4 款佩戴裝置裝配在成品盔上進(jìn)行佩戴裝置強(qiáng)度試驗(yàn)，記錄織帶伸長量。

4 試驗(yàn)結(jié)果

經(jīng)過試驗(yàn)驗(yàn)證，方案一的試驗(yàn)結(jié)果見表1。

表1 方案一試驗(yàn)結(jié)果

經(jīng)過試驗(yàn)驗(yàn)證，方案二的試驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 方案二試驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)設(shè)備和伸長量量具見下圖2 和圖3。

圖2 試驗(yàn)設(shè)備

圖3 伸長量量具

試驗(yàn)結(jié)果表明：尼龍織帶佩戴裝置強(qiáng)度明顯優(yōu)于滌綸織帶和氨綸織帶，織帶承受900 N 拉力，持續(xù)時(shí)間2min 后，織帶伸長量低于25 mm，滿足性能指標(biāo)要求，滌綸材質(zhì)和氨綸材質(zhì)的織帶不符合要求。工字型編織形式的織帶經(jīng)過試驗(yàn)后，其抗拉性能明顯優(yōu)于平紋、坑紋和人字紋編織形式的織帶。

5 原理分析

5.1 材質(zhì)的影響

尼龍織帶是由聚酰胺類單體聚合而成，經(jīng)紡絲工藝?yán)z，從而編織成尼龍織帶，尼龍具有極佳的材料韌性和抗拉伸強(qiáng)度，相較于滌綸為聚酯類聚合物聚合而成，氨綸由聚氨酯類聚合物制成，其韌性遠(yuǎn)低于尼龍材質(zhì)，抗拉強(qiáng)度不及尼龍材料。尼龍分子結(jié)構(gòu)由-CONH-連接，氨綸由-NHCOO-連接，滌綸由-COO-連接，從原理上分析，-CONH-化學(xué)鍵結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性優(yōu)于-NHCOO-和-COO-，同時(shí)，-CONH-鍵會(huì)產(chǎn)生吸水效應(yīng)，產(chǎn)生分子間氫鍵，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度提升，化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)異，而氨綸和滌綸無此特性，故材料的抗拉強(qiáng)度不及尼龍織帶，制成頭盔佩戴裝置組件運(yùn)用于頭盔時(shí)，其佩戴裝置伸長量，尼龍織帶效果最佳。

5.2 織帶編織形式的影響

織帶編織形式錯(cuò)綜復(fù)雜，不同的編織形式，其縫制制品的交叉點(diǎn)數(shù)不同，不同交叉點(diǎn)縫紉織物的抗拉強(qiáng)度差異明顯。交叉點(diǎn)增多提高了織物抗拉拔特性，拉拔紗線與交叉點(diǎn)接觸總面積增加，拉拔過程變長。單向縫紉增強(qiáng)效果小于雙向縫紉，增強(qiáng)效果與交叉點(diǎn)數(shù)無比例關(guān)系。縫紉并不改變織物的基本變形機(jī)理，距離拉拔端越近的緯紗變形越大，同根緯紗標(biāo)記點(diǎn)越靠近拉拔經(jīng)紗變形越大，拉拔過后的緯紗恢復(fù)部分變形，越靠近拉拔端其殘余變形越大。對(duì)比上述四類編織形式的佩戴裝置，工字型編織形式相較于平紋、坑紋和人字紋編織形式，交叉點(diǎn)數(shù)更多，經(jīng)緯兩個(gè)方向都有縫紉，抗拉過程中，雙向編織方式提高了織物強(qiáng)度，弱化了織物動(dòng)摩擦階段的抵抗變形能力，即織物抗拉能力較強(qiáng)，織物伸長量較小。

6 結(jié)論

尼龍織帶抗拉強(qiáng)度優(yōu)于滌綸和氨綸織帶，尼龍織帶縫制的佩戴裝置，系帶承受900 N 負(fù)載，加載過程中系帶伸長量小于25 mm，卸載后佩戴插扣能正常使用。對(duì)比平紋、坑紋、人字紋和工字紋編織形式的尼龍織帶，工字紋尼龍織帶抗拉能力最佳。