在柔性防护领域,非牛顿流体具备巨大的应用潜力,国内外普遍将其与高性能织物结合,发挥其储能模量高、应变率敏感的特性。相比于剪切增稠液（STF）,剪切硬化凝胶（SSG）克服了颗粒沉降、流体易挥发、不易储存等缺陷,更易于与纺织材料相结合。因此,本课题首先探索了SSG的合成工艺,并与折纸结构的Kevlar织物复合形成特殊点阵排列,最终通过发泡封装,形成一类兼具负泊松比效果及优异抗冲击性能的柔性缓冲复合材料。本课题以硼酸、二氧化硅、羟基硅油为主要原料来制备SSG,并对样品进行了红外、热失重、流变性分析,研究了原料配比对SSG流变性的影响。研究表明,所有样品的整体损耗因子都处于10-1到10~1的范围。反应温度与原材料的配比对SSG的流变性影响较大,反应温度和反应物中二氧化硅和硼酸含量越高,SSG的整体动态储能模量越高,最高储能模量达2.53 MPa。通过涂覆工艺将SSG与Kevlar织物相结合,制备出SSG/Kevlar涂层复合材料,分析了两者在冲击过程中的协同作用并选择最优SSG应用于点阵复合材料,低速冲击试验表明所有SSG样品都对Kevlar织物产生了增强作用。其中,T280样品峰值载荷最高,达318.2 N,比纯织物高249.4%,且吸能比达70.20%。破坏形貌表明SSG的浸润性与硬化性同时对缓冲性能起积极作用。随着冲击速度和涂层重量的增加,能量吸收同步增加,单层T220复合材料的比吸能达到0.50 J/g。通过折纸（Kirigami）工艺将涂层复合材料制备成负泊松比结构预浸骨架,在内部填充SSG后发泡封装,最终制备出NPRSC（Negative Poisson’s Ratio Skeleton Composite）复合材料。研究表明,NPRSC具有更优异的柔性,压缩模量低于同比例SSG填充下的正泊松样品,约33.3%。此外,在多种冲击速度下,R3/4的吸能比都大于70%。在侵彻比为0.25时,R3/4的面积比吸能为PU＆SK样品的7.75倍,质量比吸能为4.42倍,显示了优异的抗冲击性能和吸能效率。此外,本论文通过建立非牛顿流体与大变形材料的流-固耦合模型,对NPRSC复合材料缓冲机制中内部材料的粘度/模量配比关系以及泊松比效应进行了分析,研究表明复合材料中流体粘度影响冲击时的承载和应力扩散。非牛顿流体的增稠梯度可以横向分散冲击应力,较低模量的PU-1产生较大的横向变形并进一步促进了冲击时流体和固体材料之间的能量交换,提高了抗冲击性。NPR独特的负泊松比效应能够促进SSG的硬化行为,在复合材料内部人为制造应力集中区域和应力连接带,显示了其独特的缓冲机制。