Shear thickening fluids based on nanosized silica suspensions for advanced body armour

Łukasz Wierzbicki , Anna Danelska , Karolina Olszewska , Mariusz Tryznowski , Dorota Zielińska , Iwona Kucińska , Mikołaj Szafran , Marcin Leonowicz

Abstract

Composite structures built of para-aramid fabric and shear thickening fluid (STF) are developed in the light of their potential application in smart body armour. The study reports on the rheological behaviour of nanosized silica suspensions. Depending on the oligomer chemical structure and molecular weight, we observe different behaviour under shear stress. The STF composed of PPG400 and containing various volume fraction of FS showed good time stability. The compositions containing 6.5 and 11.7 vol. % of silica maintain their rheological properties, although the composition with the highest concentration of solid phase lost about 20% of its maximum viscosity value after 40 days in a closed vial. The addition of colloidal shear thickening fluids to para-aramid woven fabric (Twaron® CT709) showed enhanced ballistic penetration resistance of the elaborated system for Parabellum 9mm bullet.
Author Łukasz Wierzbicki (FMSE / DCFM)
Łukasz Wierzbicki,,
- Division of Construction and Functional Materials
, Anna Danelska (FC / CChT)
Anna Danelska,,
- Chair of Chemical Technology
, Karolina Olszewska - [Instytut Technologii Bezpieczeństwa Moratex]
Karolina Olszewska,,
-
- Instytut Technologii Bezpieczeństwa Moratex
, Mariusz Tryznowski (FC / CPCT)
Mariusz Tryznowski,,
- Chair Of Polymer Chemistry And Technology
, Dorota Zielińska - [Instytut Technologii Bezpieczeństwa Moratex]
Dorota Zielińska,,
-
- Instytut Technologii Bezpieczeństwa Moratex
, Iwona Kucińska
Iwona Kucińska,,
-
, Mikołaj Szafran (FC / CChT)
Mikołaj Szafran,,
- Chair of Chemical Technology
, Marcin Leonowicz (FMSE / DCFM)
Marcin Leonowicz,,
- Division of Construction and Functional Materials
Other language title versionsCiecz zagęszczana ścinaniem na bazie nanokrzemionki w zastosowaniu na inteligentne pancerze pasywne
Journal seriesComposites, Theory and Practice, ISSN 2084-6096, e-ISSN 2299-128X
Issue year2013
Vol13
No4
Pages241-244
Publication size in sheets0.5
Keywords in Polishciecz zagęszczana ścinaniem ; ciecz dylatancyjna ; pancerz ; reologia ; kompozyty paraaramidowe
Keywords in Englishshear ; thickening ; fluid ; armour ; rheology ; para-aramid composites
Abstract in PolishStruktury kompozytowe na bazie tkanin paraaramidowych oraz cieczy zagęszczanych ścinaniem są opracowywane z myślą o zastosowaniu ich przy budowie inteligentnych pancerzy pasywnych. Przedstawione badania pokazują, jak zmieniają się właściwości reologiczne zawiesin koloidalnych na bazie nanokrzemionki w zależności od chemicznej struktury oligomeru, jego masy cząsteczkowej oraz stężenia fazy stałej. Dla cieczy zagęszczanych ścinaniem o różnych stężeniach nanokrzemionki przedstawiono wyniki testu stabilności właściwości reologicznych po 40 dniach od wytworzenia. Kompozycje o stężeniu 6,5 i 11,7% objętościowych fazy stałej wykazują stałe właściwości reologiczne w badanym czasie. Krzywa lepkości dla cieczy dylatancyjnej zawierającej 17,7% objętościowych fazy stałej posiada ten sam charakter w dniu wytworzenia oraz po 40 dniach, jednak maksymalna wartość lepkości uzyskana dla cieczy po 40 dniach jest mniejsza o około 20%. Kompozyty wytworzone na bazie cieczy koloidalnej o właściwościach dylatancyjnych oraz tkanin paraaramidowych (Twaron® CT709) wykazują zwiększoną wytrzymałość balistyczną w stosunku do czystej tkaniny paraaramidowej dla pocisku Parabellum 9 mm.
URL http://www.kompozyty.ptmk.net/archiwum.html
Projectj.w.. Project leader: Leonowicz Marcin, , Phone: 22 234 8450, start date 01-04-2009, planned end date 31-01-2014, POIG.01.03.01-00-060/08-00, Implemented
Program Operacyjny Innowacyjna Gospodarka (PO IG)
Languageen angielski
File
4_2013_t4_Wierzbicki.pdf 213.47 KB
Score (nominal)11
Score sourcejournalList
ScoreMinisterial score = 8.0, 06-01-2020, ArticleFromJournal
Ministerial score (2013-2016) = 11.0, 06-01-2020, ArticleFromJournal
Publication indicators GS Citations = 1.0
Citation count*1 (2016-06-01)
Cite
Share Share

Get link to the record


* presented citation count is obtained through Internet information analysis and it is close to the number calculated by the Publish or Perish system.
Back
Confirmation
Are you sure?