Nghiên cứu phát triển công nghệ chế tạo vật liệu tổ hợp bền, nhẹ, ứng dụng trong sản xuất các thiết bị, dụng cụ đặc chủng trang bị cho người lính Mã số hợp phần: VAST.TĐ.AN-QP.01/14-16

Chủ nhiệm đề tài TS. Nguyễn Văn Thao Đồng chủ nhiệm kiêm thư ký hợp phần: TS. Lê Văn Thụ
Đơn vị thực hiện Trung tâm Phát triển công nghệ cao
Thời gian thực hiện 2014 - 2016
Tổng kinh phí 19.200.000.000
Xếp loại đề tài Xuất sắc
Mục tiêu đề tài

-    Nghiên cứu chế tạo vật liệu tổ hợp mới gia cường bằng vật liệu nano có độ bền cao, nhẹ, để chế tạo các sản phẩm chống va đập, chống đạn trong an ninh - quốc phòng.
-    Thiết lập quy trình công nghệ chế tạo các sản phẩm chống va đập, sản phẩm chống đạn có khả năng áp dụng thực tế ở Việt Nam.
-    Triển khai ứng dụng sản xuất thử nghiệm các sản phẩm chống va đập, chống đạn trang bị cho người lính.

Kết quả đạt được

* Về khoa học:
-    Khảo nghiệm lựa chọn được các vật liệu nhựa (PA6, PP, HDPE…), nhựa nền (epoxy, phenolformandehit, polyvinyl butiral..), vải sợi (sợi cacbon, sợi aramid, sợi UHMWPE…), vật liệu nổi làm phao áo, vật liệu nano (ống cacbon nano, nanoclay, hạt nano MgO, TiO2…).  Hoàn thiện kỹ thuật biến tính nguyên vật liệu nhằm nâng cao khả năng phân tán và tương hợp tốt hơn phù hợp với yêu cầu chế tạo vật liệu chống đạn, chống va đập.
-     Nghiên cứu, khảo nghiệm, tìm điều kiện tối ưu, thiết lập phương pháp chế tạo vật liệu polyme nano compozit trên cơ sở vật liệu nhựa (PA6, PP, HDPE…) với vật liệu nano (ống cacbon nano, nanoclay,…) ứng dụng trong chế tạo các vật liệu chống va đập.
-     Nghiên cứu, khảo nghiệm, tìm điều kiện tối ưu, thiết lập phương pháp chế tạo vật liệu nano compozit trên cơ sở vải sợi (cacbon, aramid, UHMWPE…), nhựa nền (epoxy, phenolformandehit, poly vinyl butiral..) với vật liệu nano (ống cacbon nano, nanoclay,…) ứng dụng trong chế tạo các vật liệu chống va đập, chống đạn.
-     Nghiên cứu, chế tạo phao áo kết hợp với vật liệu chống đạn để có thể vừa chống đạn vừa có khả năng nổi trên mặt nước với độ bền, tính nổi, khả năng chịu lửa, khả năng chịu dầu đạt TCVN 7282: 2008 cho phao áo cứu sinh. Đã thiết kế, chế tạo, đánh giá chất lượng, thiết lập qui trình công nghệ sản xuất áo phao chống đạn súng ngắn K54, áo phao chống đạn súng tiểu liên AK47 trên cơ sở vật liệu polyme nanocompozit.
-     Nghiên cứu thiết kế, chế tạo, cải tiến, nâng cao chất lượng các sản phẩm chống va đập và chống đạn trên cơ sở các sản phẩm hiện đang sản xuất: Mũ bảo hiểm chống va đập, bộ ốp bảo vệ tay chống va đập trên cơ sở vật liệu polyme nanocompozit; Bộ ốp mềm bảo vệ chân, tấm chống đạn súng tiểu liên AK47 và lá chắn chống đạn súng tiểu liên AK47 trên cơ sở vật liệu nanocompozit vải sợi từ đó thiết lập qui trình công nghệ sản xuất các sản phẩm này.
-     Nghiên cứu, khảo nghiệm, tìm điều kiện tối ưu, thiết lập phương pháp chế tạo gốm oxit nhôm mật độ cao tăng bền bằng vật liệu nano (nanoclay, hạt nano MgO, TiO2…) ứng dụng trong chế tạo các sản phẩm tăng cường chống đạn cấp cao từ đó thiết lập qui trình công nghệ sản xuất tấm chống đạn cấp IV theo tiêu chuẩn NIJ 01.01.06 (Mỹ) chống được đạn súng bắn tỉa, súng trung liên.
-     Sử dụng hiệu quả phần mềm mô phỏng số Autodyn Ansys 11.0 trong nghiên cứu cơ chế, quá trình xảy ra va chạm và dự đoán khả năng chống đạn, chống va đập của các hệ vật liệu, làm rõ các yếu tố ảnh hưởng tới khả năng chống đạn, chống va đập của vật liệu, rút ngắn được khối lượng công việc trong nghiên cứu và tăng độ tin cậy của các kết quả thu được. Kết quả tính toán phù hợp với kết quả thử nghiệm chống va đập và kết quả bắn thử nghiệm thực tế theo tiêu chuẩn NIJ 01.01.06, Mỹ.
* Về ứng dụng:
Trên cơ sở kết quả nghiên cứu của đề tài, các hệ vật liệu nghiên cứu đã được triển khai sản xuất thử nghiệm các sản phẩm chống đạn, chống va đập tại đơn vị triển khai ứng dụng (Viện Kỹ thuật Hoá học, Sinh học và tài liệu nghiệp vụ, Tổng cục Hậu cần Kỹ thuật, Bộ Công an) với qui mô sản xuất bán công nghiệp với các chỉ tiêu đạt và vượt so với thuyết minh đề ra:
-     Áo phao chống đạn súng ngắn K54,
-     Áo phao chống đạn súng tiểu liên AK47
-     Tấm chống đạn súng trung liên PKMS
-     Bộ ốp bảo vệ tay chống va đập
-     Mũ bảo hiểm chống va đập
-     Bộ ốp mềm bảo vệ chân
-     Tấm chống đạn súng tiểu liên AK47
-     Lá chắn chống đạn súng tiểu liên AK47

nvthao1

nvthao2

Những đóng góp mới

*     Sử dụng vật liệu tổ hợp mới gia cường bằng vật liệu nano trong nghiên cứu chế tạo các công cụ hỗ trợ chống đạn, chống va đập có độ bền cao, nhẹ phục vụ an ninh - quốc phòng.
*    Sử dụng phần mềm mô phỏng số Autodyn Ansys 11.0 trong nghiên cứu cơ chế, quá trình xảy ra va chạm và dự đoán khả năng chống đạn, chống va đập của các hệ vật liệu, làm rõ các yếu tố ảnh hưởng tới khả năng chống đạn, chống va đập của vật liệu, rút ngắn được khối lượng công việc trong nghiên cứu và tăng độ tin cậy của các kết quả thu được.
*    Nghiên cứu chế tạo thành công 03 sản phẩm chống đạn mới tại Việt Nam có tính năng tương đương với các sản phẩm nước ngoài:
-     Áo phao chống đạn súng ngắn K54,
-     Áo phao chống đạn súng tiểu liên AK47
-     Tấm chống đạn súng trung liên PKMS
*    Cải tiến, nâng cao tính chất của 05 sản phẩm chống đạn, chống va đập theo hướng tăng độ bền, giảm trọng lượng của sản phẩm:
-     Bộ ốp bảo vệ tay chống va đập
-     Mũ bảo hiểm chống va đập
-     Bộ ốp mềm bảo vệ chân
-     Tấm chống đạn súng tiểu liên AK47
-     Lá chắn chống đạn súng tiểu liên AK47

Sản phẩm

 

Các bài báo đã công bố:
Tạp chí quốc tế:
1. Le Van Thu, Nguyen Van Khoi and Ngo Trinh Tung, Polymer Education in Vietnam, Macromolecular Symposia Vol. 355 (1), pp. 90–95 (2015) ISSN 1521-3900, DOI: 10.1002/masy.201500068.
2. Vu Minh Thanh, Doan Tuan Anh, Pham Tuan Anh, Ninh Duc Ha, Nguyen Tran Hung, Nguyen The Huu, Nguyen Quang Tung, Tran Dai Lam, Le Kim Long, Le Van Thu, Carbon nanotube based composites: fabrication and properties for sustainable applications (Submitted, Green PS: vol:GPS 5, iss:5-SI APCMB), Green Processing and Synthesis.
Tạp chí trong nước:
1. Lê Văn Thụ, Ngô Cao Long, Nguyễn Kim Sơn, Hà Văn Thức, Nguyễn Văn Thao (2014), Khảo sát khả năng chống đạn súng ngắn K54 của compozit vải UHMWPE và vải UHMWPE xếp lớp trên cơ sở bắn thử nghiệm thực tế, Tạp chí Khoa học và công nghệ, T.52 (3C), tr. 682-692.
2. Lê Văn Thụ (2014), Khảo sát và so sánh khả năng chống đạn súng ngắn K54 của compozit vải UHMWPE với vải UHMWPE xếp lớp bằng phần mềm mô phỏng số Autodyn Ansys 11.0, Tạp chí Khoa học và công nghệ, T.52 (3C), tr. 730-738.
3. Huỳnh Anh Hoàng, Lê Văn Thụ, Hà Văn Thức (2014), Biến tính và khảo sát tính chất ống cacbon nano tổng hợp từ khí dầu mỏ hóa lỏng Việt Nam, Tạp chí Hóa học, T.52 (6), tr. 717-722.
4. Lê Văn Thụ (2014), Ảnh hưởng của quá trình nung đến cấu trúc và tính chất gốm hàm lượng oxit nhôm cao, Tạp chí Hóa học, T.52 (5A), tr. 5-9.
5. Ngô Minh Tiến, Vũ Minh Thành, Phạm Tuấn Anh, Triệu Khương, Đoàn Tuấn Anh, Lê Viết Bình, Nguyễn Nhật Huy, Vũ Đình Khiêm, Lê Văn Thụ (2014), Nghiên cứu ảnh hưởng của TiO2 và MgO đến tính chất của gốm oxit nhôm ứng dụng làm vật liệu chống đạn, Tạp chí Hóa học, T.52 (5A), tr. 99-103..
6. Ngô Minh Tiến, Vũ Minh Thành, Phạm Tuấn Anh, Điền Trung Nghĩa, Lê Văn Thụ (2015), Ảnh hưởng của TiO2 và MgO đến cấu trúc gốm hàm lượng oxit nhôm cao, Tạp chí Hóa học, T.53 (3e12), tr. 199-203.
7. Phạm Tuấn Anh, Phùng Xuân Thịnh, Vũ Minh Thành, Đoàn Tuấn Anh, Ngô Minh Tiến, Triệu Khương, Lê Văn Thụ, Điền Trung Nghĩa, Nguyễn Thế Hữu, Ảnh hưởng của chế độ gia công đến tổ chức và tính chất của gốm hệ Al2O3-TiO2-MgO dùng làm vật liệu chống đạn, Tạp chí NC KH&CN quân sự, số Đặc san HH-VL, 10-2015, tr. 20-26.
8. Vũ Minh Thành, Hồ Ngọc Minh, Nguyễn Mạnh Tường, Phạm Tuấn Anh, Đoàn Tuấn Anh, Lê Kim Long, Lê Văn Thụ, Nguyễn Đức Nghĩa, Biến tính và khảo sát ảnh hưởng của ống nano cacbon đa tường đến tính chất nhiệt của nhựa phenolformaldehit, Tạp chí NC KH&CN quân sự,, số Đặc san HH-VL, 10-2015, tr. 153-160, ISSN 1859-1043.
9. Ngo Cao Long, Bui Thi Thu Thuy, Le Van Thu, Nguyen Van Thao, Vu Minh Thanh (2015), Fabrication conditions of the optimal carbon fabric/ epoxy composite using heat-curing epoxy resin, VietNam Journal of Chemistry, Vol.53 (5e1),  pp. 177-181.

Các sản phẩm cụ thể (mô tả sản phẩm, nơi lưu giữ):

nvthao4

Các sản phẩm khác:
1.     Quy trình công nghệ sản xuất Áo phao chống đạn súng ngắn K54
2.     Quy trình công nghệ sản xuất Áo phao chống đạn súng tiểu liên AK47 (đạn 7.62 x39mm loại thường)
3.     Quy trình công nghệ sản xuất Tấm chống đạn súng trung liên PKMS (đạn 7.62x54 mm loại thường)
4.    Quy trình công nghệ sản xuất Bộ ốp bảo vệ tay chống va đập trên cơ sở vật liệu tổ hợp mới gia cường bằng vật liệu nano.
5.     Quy trình công nghệ sản xuất Mũ bảo hiểm chống va đập trên cơ sở vật liệu tổ hợp mới gia cường bằng vật liệu nano.
6.     Quy trình công nghệ sản xuất Bộ ốp mềm bảo vệ chân trên cơ sở vật liệu tổ hợp mới gia cường bằng vật liệu nano.
7.     Quy trình công nghệ sản xuất Tấm chống đạn súng tiểu liên AK47 (đạn 7.62 x39 mm loại thường) trên cơ sở vật liệu tổ hợp mới gia cường bằng vật liệu nano.
8.     Quy trình công nghệ sản xuất Lá chắn chống đạn súng tiểu liên AK47 (đạn 7.62 x39mm loại thường) trên cơ sở vật liệu tổ hợp mới gia cường bằng vật liệu nano.
9.     Đăng ký chất lượng sản phẩm theo tiêu chuẩn của Bộ Công an sản phẩm Lá chắn chống đạn súng tiểu liên AK47
10.     Đăng ký tiêu chuẩn quốc gia trong lĩnh vực an ninh TCVN-AN các sản phẩm:
- Áo phao chống đạn cấp II TCVN-AN:2016 (chống đạn súng ngắn K54)
- Áo phao chống đạn cấp III TCVN-AN:2016 (chống đạn súng tiểu liên AK47)
- Bộ ốp che tay (TCVN-AN 055:2015)
- Mũ đặc chủng dùng trong công an nhân dân (TCVN-AN 024:2013).
- Tấm tăng cường cho áo giáp chống đạn cấp III TCVN-AN:2016 (chống đạn súng tiểu liên AK47)
    - Lá chắn chống đạn cấp III TCVN-AN:2016 (chống đạn súng tiểu liên AK47)
11.     Dự thảo tiêu chuẩn quốc gia trong lĩnh vực an ninh TCVN-AN các sản phẩm:
    - Tấm chống đạn cấp IV (chống đạn súng trung liên PKMS)
    - Bộ ốp mềm bảo vệ chân

Địa chỉ ứng dụng

- Triển khai sản xuất thử nghiệm tại Viện Kỹ thuật Hoá học, Sinh học và tài liệu nghiệp vụ, Tổng cục Hậu cần Kỹ thuật, Bộ Công an

Kiến nghị của chủ nhiệm hợp phần (nếu có):
    Kết quả đạt được của đề tài cho thấy tính khả thi trong chế tạo các sản phẩm chống đạn, chống va đập trang bị cho người lính từ các hệ vật liệu tổ hợp, vật liệu nano theo hướng bền, nhẹ, tăng cường thêm tính năng mới, tăng thời hạn sử dụng sản phẩm. Ban chủ nhiệm đề tài kiến nghị Viện Hàn lâm Khoa học và công nghệ Việt Nam tiếp tục tạo điều kiện để triển khai dự án sản xuất thử nghiệm các sản phẩm nêu trên và mở rộng nghiên cứu một số sản phẩm chống va đập, chống đạn mới, chưa được nghiên cứu (lá chắn chống va đập, bộ giáp bảo vệ toàn thân chống va đập, mũ chống đạn, mặt nạ chống đạn, kính chống đạn, bục diễn thuyết chống đạn, bốt gác chống đạn...) trang bị cho lực lượng quân đội, công an nhằm phục vụ thiết thực cho công tác chiến đấu, đấu tranh phòng chống tội phạm, bảo vệ an ninh quốc gia và toàn vẹn lãnh thổ.

Bản quyền thuộc về Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
Địa chỉ: 18 Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội. Email: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
Khi phát hành lại thông tin trên Website cần ghi rõ nguồn: "Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam".