在个体安全防护领域,防刺功能作为一种必备功能,一直是研究的热点。目前制作防刺服的主要方式有插片法、多层马赛克法、砂纸法等丰富了防刺服的种类。但主要存在以下几个问题:重量过重不能满足日常生活需要,且颗粒填充增硬树脂片材的防刺机理及影响规律无完整准确表述,阻碍了防刺材料研究的发展。故本论文将人造金刚石颗粒填充进入热塑性聚酰亚胺树脂制备复合树脂片,提高了防刺材料的防刺性能,降低了防刺材料的重量,并探索了此类材料的高效防刺割机理。主要研究结论如下:(1)自主研制的摆锤式防刺、割、砍功能原位组合测量仪将动态防刺性能测试、防割性能测试、防砍性能测试、准静态防刺性能测试综合于一台仪器上进行测试,实现对防护织物的防刺、割、砍综合性能评价更加有效化、准确化和简单化。在同一台仪器上对防护织物的代表性防护功能均能进行独立性测量、测试过程中自动化程度高并符合人体工学设计、安全程度高等使得测试更加高效、快捷、安全。采用摆锤式刺扎代替传统的落锤式刺扎,减小了空间位置,并对摆锤式刺扎的能量进行计算并给出对能量的调节的方式和应满足的公式,使刺扎的能量更加准确并可调。研制的仪器具有多样化指标,在可测得刺穿长度的基础上,利用刀头和底座的力传感器进行防刺、砍测试过程中力的采集,得到力-时间曲线、力-位移曲线;防割测试过程中力和速度的采集,得到力-时间曲线、速度-时间曲线;准静态测试中准静态防刺模量、防护功的测试计算,这几个评价指标可更加全面的对织物的防护功能进行评价。(2)探究了单层和多层树脂片中人造金刚石的粒径、填充体积分数和树脂片层数对树脂片防刺性能的影响。结果表明:填充人造金刚石之后的树脂片由于准静态防刺模量变高,从而使树脂片的防刺性能变好。人造金刚石的粒径独立的对树脂片的防刺性能发挥作用,且粒径越大,树脂片的初始模量越大,防刺性能越好;人造金刚石的体积分数与树脂片的层数的树脂片的防刺性能影响存在交互作用,在层数较少时(单层)体积分数的增加主要在于使树脂片的脆性增大,即体积分数超过20%时就会发生树脂片的脆裂,在层数较多时(三层)体积分数的增加可以更好的增硬树脂片,并且使体积分数增加导致的树脂片脆性增加的效果减弱,表现为体积分数增加树脂片的准静态防刺模量增大,而体积分数增大至30%出现最大防刺力。在单一粒径人造金刚石对树脂片进行填充制备多层防刺树脂片时,当人造金刚石粒径为300μm、体积分数为30%时,其防刺性能最好,且16层的防刺树脂片的最大防刺力是4层树脂片的4.58倍。(3)利用手糊成型与热压法成型制备了三种结构的人造金刚石填充聚酰亚胺树脂基复合树脂片,分别为单层均布结构、手糊分层结构、均布结构层复合结构。研究结果表明,均布结构层分层复合结构的树脂片的防刺性能最佳;通过试验设计证明人造金刚石不同粒径、不同体积分数的分层排布有利于提高树脂片的防刺性能,且样品4树脂片的排列方式使得防刺性能最优,树脂片的平方米克重最轻可达5.84kg/m~2,达到比现有市面防刺材料减轻15%的目标,并比满足测试要求的同类型纯树脂片重量减轻19%。且通过聚酰亚胺固化贴合的树脂片优于用双面胶贴合的树脂片,更优于不经贴合的树脂片。双面胶贴合的树脂片在平方米克重为6.67kg时能满足性能测试要求,比现有重量减轻了10%。(4)针对硬质颗粒填充树脂片的防刺机理,通过对人造金刚石棱角及尖锐程度进行观察,提出反向切割粗糙化防刺机理和碰撞隔挡钝化防刺机理,并通过扫描电镜对刀具刺入前后的观察,证明了以上两种机理的存在。且当人造金刚石的粒径小于刀尖直径时,发生反向切割作用,粒径越小,反向切割的可能性越大;当人造金刚石的粒径大于刀尖直径时,发生碰撞钝化作用,粒径越大,反向切割的可能性越大,除此之外,两机理均通过人造金刚石的下移使体积增大、转动阻尼发挥作用。相同防护面积树脂片相同间距排列时,四种常见形状树脂片中,正六边形的覆盖概率最大,且间距越小覆盖概率越大;当树脂片边长为5.5mm,间距0.48mm时,其覆盖率可达90.61%,且三层正六边形树脂排列即可达到覆盖率为100%。树脂片的柔软性与树脂片边长与间距的比值呈负相关,树脂片覆盖概率和树脂片与间距的比值呈正相关。