CN106893017B - 防护材料与防护结构与防护方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供防护材料，包括：聚合物，其由单体聚合而成，且单体包括丙烯酰胺单体，其结构为：其中R各自独立，为H或C1‑3烷基；其中R’为C2‑5烷撑基；以及多个氧化硅粒子，且该氧化硅粒子与该聚合物的重量比介于1.5:1至4:1之间。
Description
【技术领域】
本发明涉及防护材料，更特别涉及含有防护材料的防护结构与其应用。
【背景技术】
剪切增稠(shear thickening)现象常见于一般的悬浮流体中，过去的研究主要在强调如何避免剪切增稠现象的发生，以免突发性的剪切增稠现象破坏生产设备，近年来随着胶体科学技术的发展，剪切增稠现象被更彻底的了解且应用在防护用途的研究中。
具有剪切增稠现象的材料可运用于防护用途，例如在遭遇高速冲击时，快速吸收能量变硬，提供防护效果，能量卸除后，短时间内恢复原有可塑状态。
综上所述，开发剪切增稠速度更快或防护效果更佳的剪切增稠配方与护具是重要的课题。
【发明内容】
本发明一实施例提供防护材料，包括：聚合物，其由单体聚合而成，且单体包括丙烯酰胺单体，其结构为：
其中R各自独立，为H或C1-3烷基；其中R’为C2-5烷撑基；以及多个氧化硅粒子，且该氧化硅粒子与该聚合物的重量比约介于1.5:1至4:1之间。
本发明一实施例提供防护结构，包括：防护材料；以及基材，含浸于防护材料中或位于防护材料下，其中防护材料包括：聚合物，其由单体聚合而成，且单体包括丙烯酰胺单体，其结构为：
其中R各自独立，为H或C1-3烷基；其中R’为C2-5烷撑基；以及多个氧化硅粒子，且氧化硅粒子与该聚合物的重量比约介于1.5:1至4:1之间。
本发明一实施例提供防护方法，包括：将防护结构置于物体上，使施加至物体的力量消散于防护结构中，其中防护结构包括：防护材料；以及基材，含浸于防护材料中或位于防护材料下，其中防护材料包括：聚合物，其由单体聚合而成，且单体包括丙烯酰胺单体，其结构为：
其中R各自独立，为H或C1-3烷基；其中R’为C2-5烷撑基；以及多个氧化硅粒子，且氧化硅粒子与该聚合物的重量比约介于1.5:1至4:1之间。
【具体实施方式】
本发明一实施方式提供防护材料，包括：聚合物，系由单体聚合而成，且单体包括丙烯酰胺单体，其结构为：
其中R各自独立，为H或C1-3烷基；其中R’为C2-5烷撑基；以及多个氧化硅粒子。在一实施方式中，氧化硅粒子与聚合物的重量比约介于1.5:1至4:1之间。若氧化硅粒子的比例过高，则形成团块状不流动的固体。若氧化硅粒子的比例过低，则无法产生剪切增稠效果的液体。
在一实施方式中，聚合物的重均分子量(Mw)约介于1000至50000之间，或约介于5000至20000之间。若聚合物的重均分子量过低，则欲达到防护效果，需要厚度更厚的材料组成。上述聚合物的重均分子量的测量方法如下：取0.5g的固化样品，放入5mL四氢呋喃(Tetrahydrofuran)中搅拌溶解后，先用0.45μm滤膜过滤，再用0.22μm滤膜过滤。之后以液态色谱分析仪(WATERS HIGH PERFORMANCE GPC SYSTEM)测量滤液中的聚合物的重均分子量。
在另一实施方式中，聚合物的单体除了丙烯酰胺单体外，还包含丙烯酸酯的单体或低聚物，比如聚氨酯二丙烯酸酯(urethane diacrylate)低聚物、丙烯酸异辛酯、丙烯酸羟乙酯、或其他丙烯酸酯的单体或低聚物。丙烯酰胺单体与该丙烯酸酯的单体或低聚物的重量比约大于或等于2.5。若上述比例过低，则无法产生剪切增稠效果的液体。在一实施方式中，氧化硅粒子的形状为球状或不规则形。另一方面，若将氧化硅粒子置换为其他常见无机填充剂如粘土、氧化铝、或氢氧化铝，则复合材料亦不具有防护功能。在一实施方式中，氧化硅粒子的尺寸约介于50nm至1mm。
上述防护材料可搭配基材以形成防护结构。举例来说，可先将基材含浸于单体、起始剂、与氧化硅粒子组成的剪切增稠流体(STF)中，再加热使STF中的单体固化形成剪切增稠胶体(STG)。如此一来，基材将含浸于STG的防护材料中。在另一实施方式中，可直接固化STF以形成STG后，再将其置于基材上。上述基材可为纤维、泡棉、涂层、或金属箔。在一实施方式中，防护结构的厚度约介于1mm至5mm之间，比现有的防护结构的厚度(7mm至14mm之间)薄。
上述防护结构可置于物体上，使施加至物体的力量消散于防护结构中。当上述物体为人体，且施加至物体的力量来自于击发的子弹时，此防护结构即俗称的防弹衣。除此之外，防护结构亦可用于运动护垫、电池外壳、鞋垫、或其他防护用具中。防护结构可视需求应用于各种物体，并不以上述应用为限。
为了让本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举多个实施例作详细说明如下。
实施例
实施例1
将10.0g二氧化硅(Megasil 550 silica，购自Sibelco Asia Pte Ltd.-Bao LinBranch，粒径范围2～3μm)与6.0g N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAA，CAS#：2680-03-7，购自合记化学)于室温下搅拌3小时，即得到剪切增稠流体配方胶水(varnish)。此剪切增稠流体于25℃的初始粘度为122251cps，于剪切率3.11s-1下具有最大黏度345711cps。将上述胶水加热至55℃后，添加1phr(以DMAA为基准)的热起始剂AIBN，再加热胶水至90℃后反应1小时，以聚合DMAA。将反应后的产物倒入直径7.56mm的铝盘上，冷却后形成固态试片。依据BS EN1621-1标准进行冲击试验，并以富士Prescale中压感压纸(Model:MS，单片式，麦思科技有限公司)评估冲击后残留的压力值。此固态防护材组成及冲击试验结果如表1所示。
实施例2
将12.0g二氧化硅(Megasil 550 silica，购自Sibelco Asia Pte Ltd.-Bao LinBranch，粒径范围2～3μm)与6.0g DMAA于室温下搅拌3小时，即得到剪切增稠流体配方胶水(varnish)。此剪切增稠流体于25℃的初始粘度为33534cps，于剪切率3.11s-1下具有最大黏度386624cps。将上述胶水加热至55℃后，添加1phr(以DMAA为基准)的热起始剂AIBN，再加热胶水至90℃后反应1小时，以聚合DMAA。将反应后的产物倒入直径7.56mm的铝盘上，冷却后形成固态试片。依据BS EN 1621-1标准进行冲击试验，并以富士Prescale中压感压纸(Model:MS，单片式，麦思科技有限公司)评估冲击后残留的压力值。此固态防护材组成及冲击试验结果如表1所示。
实施例3
将13.5g二氧化硅(Megasil 550 silica，购自Sibelco Asia Pte Ltd.-Bao LinBranch，粒径范围2～3μm)与6.0g DMAA于室温下搅拌3小时，即得到剪切增稠流体配方胶水(varnish)。此剪切增稠流体于25℃的初始粘度为169641cps，于剪切率3.11s-1下具有最大黏度429582cps。将上述胶水加热至55℃后，添加1phr(以DMAA为基准)的热起始剂AIBN，再加热胶水至90℃后反应1小时，以聚合DMAA。将反应后的产物倒入直径7.56mm的铝盘上，冷却后形成固态试片。依据BS EN 1621-1标准进行冲击试验，并以富士Prescale中压感压纸(Model:MS，单片式，麦思科技有限公司)评估冲击后残留的压力值。此固态防护材组成及冲击试验结果如表1所示。
实施例4
将24.0g二氧化硅(Megasil 550 silica，购自Sibelco Asia Pte Ltd.-Bao LinBranch，粒径范围2～3μm)与12.0g DMAA于室温下搅拌3小时，即得到剪切增稠流体配方胶水(varnish)。此剪切增稠流体于25℃的初始粘度为33534cps，于剪切率3.11s-1下具有最大黏度386624cps。将上述胶水加热至55℃后，添加1phr(以DMAA为基准)的热起始剂AIBN，再加热胶水至90℃后反应1小时，以聚合DMAA。将反应后的产物倒入直径7.56mm铝盘上，冷却后形成固态试片。依据BS EN 1621-1标准进行冲击试验，并以富士Prescale中压感压纸(Model:MS，单片式，麦思科技有限公司)评估冲击后残留的压力值。此固态防护材组成及冲击试验结果如表1所示。
比较例1
将7.2g二氧化硅(Megasil 550 silica，购自Sibelco Asia Pte Ltd.-Bao LinBranch，粒径范围2～3μm)与6.0g DMAA于室温下搅拌3小时，即得到流体。此流体并无剪切增稠现象。将上述流体加热至55℃后，添加1phr(以DMAA为基准)的热起始剂AIBN，再加热流体至90℃后反应1小时，以聚合DMAA。将反应后的产物倒入直径7.56mm的铝盘上，冷却后形成固态试片。依据BS EN 1621-1标准进行冲击试验，并以富士Prescale中压感压纸(Model:MS，单片式，麦思科技有限公司)评估冲击后残留的压力值。此固态防护材组成及冲击试验结果如表1所示。
比较例2
将6.0g之纳米黏土(Laponite RD clay，D＝25nm，t＝0.92nm，购自Rockwood Co.)与35.29g之DMAA于室温下搅拌3小时，即得到流体。此流体并无剪切增稠现象。将上述流体加热至55℃后，添加1phr(以DMAA为基准)的热起始剂AIBN，再加热流体至90℃后反应1小时，以聚合DMAA。将反应后的产物倒入直径7.56mm的铝盘上。由于上述产物并非剪切增稠胶体(STG)，故无法进行冲击实验。上述组成如表1所示。
比较例3
将12.0g纳米黏土(Laponite RD clay，D＝25nm，t＝0.92nm，购自Rockwood Co.)与6.0g DMAA于室温下搅拌3小时，即得到流体。此流体并无剪切增稠现象。将上述流体加热至55℃后，添加1phr(以DMAA为基准)的热起始剂AIBN，再加热流体至90℃后反应1小时，以聚合DMAA。将反应后的产物倒入直径7.56mm的铝盘上。由于上述产物并非剪切增稠胶体(STG)，故无法进行冲击实验。上述组成如表1所示。
比较例4
将12.0g氧化铝(AlO-010-A1，购自FNAMI Co.，平均粒径2μm)与6.0g DMAA于室温下搅拌3小时，即得到流体。此流体并无剪切增稠现象。将上述流体加热至55℃后，添加1phr(以DMAA为基准)的热起始剂AIBN，再加热流体至90℃后反应1小时，以聚合DMAA。将反应后的产物倒入直径7.56mm的铝盘上。由于上述产物并非剪切增稠胶体(STG)，故无法进行冲击实验。上述组成如表1所示。
比较例5
将12.0g氢氧化铝(H-42M，购自日本昭和电工，平均粒径1μm)与6.0g DMAA于室温下搅拌3小时，即得到流体。此流体并无剪切增稠现象。将上述流体加热至55℃后，添加1phr(以DMAA为基准)的热起始剂AIBN，再加热流体至90℃后反应1小时，以聚合DMAA。将反应后的产物倒入直径7.56mm的铝盘上。由于上述产物并非剪切增稠胶体(STG)，故无法进行冲击实验。上述组成如表1所示。
比较例6
使用PBDMS防护材(D3O Six Six One Evo护膝护具)，依据BS EN 1621-1标准进行冲击试验，并以富士Prescale中压感压纸(Model:MS，单片式，麦思科技有限公司)评估冲击后残留的压力值。此防护材的冲击试验结果如表1所示。
比较例7
使用热固性聚氨酯防护材(G-FORM SPORT Knee Pad Black护膝护具)，依据BS EN1621-1标准进行冲击试验，并以富士Prescale中压感压纸(Model:MS，单片式，麦思科技有限公司)评估冲击后残留的压力值。此防护材的冲击试验结果如表1所示。
比较例8
使用硅胶片(厚度3.3mm，购自泓明科技股份有限公司)，裁切成9cm2大小，依据BSEN 1621-1标准进行冲击试验，并以富士Prescale中压感压纸(Model:MS，单片式，麦思科技有限公司)评估冲击后残留的压力值。此防护材的冲击试验结果如表1所示。
表1(固态防护材冲击试验结果)
注一：试片与压力试纸皆破裂。
注二：无法形成剪切增稠流体或剪切增稠胶体(STG)，故无法进行冲击试验。
实施例5
将16.0g二氧化硅(SO-E2silica，购自Denka Co.，平均粒径500nm)与6.0g DMAA于室温下搅拌3小时，即得到剪切增稠流体配方胶水(varnish)。此剪切增稠流体于25℃的初始粘度为45369cps，于剪切率3.11s-1下具有最大黏度342643cps。将上述胶水加热至55℃后，添加1phr(以DMAA为基准)的热起始剂AIBN，再加热胶水至90℃后反应1小时，以聚合DMAA。将反应后的产物倒入直径7.56mm的铝盘上，冷却后形成固态试片。依据BS EN 1621-1标准进行冲击试验，并以富士Prescale中压感压纸(Model:MS，单片式，麦思科技有限公司)评估冲击后残留的压力值。此固态防护材组成及冲击试验结果如表2所示。
实施例6
将17.0g二氧化硅(SO-E2 silica，购自Denka Co.，平均粒径500nm)与6.0g DMAA于室温下搅拌3小时，即得到剪切增稠流体配方胶水(varnish)。此剪切增稠流体于25℃的初始粘度为86793cps，于剪切率3.11s-1下具有最大黏度402478cps。将上述胶水加热至55℃后，添加1phr(以DMAA为基准)的热起始剂AIBN，再加热胶水至90℃后反应1小时，以聚合DMAA。将反应后的产物倒入直径7.56mm的铝盘上，冷却后形成固态试片。依据BS EN 1621-1标准进行冲击试验，并以富士Prescale中压感压纸(Model:MS，单片式，麦思科技有限公司)评估冲击后残留的压力值。此固态防护材组成及冲击试验结果如表2所示。
实施例7
将17.0g二氧化硅(PLV-4silica，购自Tatsumori,Ltd.，平均粒径3.4μm)与6.0gDMAA于室温下搅拌3小时，即得到剪切增稠流体配方胶水(varnish)。此剪切增稠流体于25℃的初始粘度为72985cps，于剪切率3.11s-1下具有最大黏度344177cps。将上述胶水加热至55℃后，添加1phr(以DMAA为基准)的热起始剂AIBN，再加热胶水至90℃后反应1小时，以聚合DMAA。将反应后的产物倒入直径7.56mm的铝盘上，冷却后形成固态试片。依据BS EN1621-1标准进行冲击试验，并以富士Prescale中压感压纸(Model:MS，单片式，麦思科技有限公司)评估冲击后残留的压力值。此固态防护材组成及冲击试验结果如表2所示。
实施例8
将21.0g二氧化硅(PLV-6silica，购自Tatsumori,Ltd.，平均粒径5.2μm)与6.0gDMAA于室温下搅拌3小时，即得到剪切增稠流体配方胶水(varnish)。此剪切增稠流体于25℃的初始粘度为92711cps，于剪切率3.11s-1下具有最大黏度377419cps。将上述胶水加热至55℃后，添加1phr(以DMAA为基准)的热起始剂AIBN，再加热胶水至90℃后反应1小时，以聚合DMAA。将反应后的产物倒入直径7.56mm的铝盘上，冷却后形成固态试片。依据BS EN1621-1标准进行冲击试验，并以富士Prescale中压感压纸(Model:MS，单片式，麦思科技有限公司)评估冲击后残留的压力值。此固态防护材组成及冲击试验结果如表2所示。
表2(固态防护材冲击试验结果)
注一：试片与压力试纸皆破裂。
注二：无法形成剪切增稠流体或剪切增稠胶体(STG)，故无法进行冲击试验。
由表1与表2可知实施例1～8皆具有良好剪切增稠特性，剪切率低于4s-1即有超过300000cps的黏度。实施例1～8皆具有良好耐冲击特性，相同条件下明显优于比较例1～6，将剪切增稠流体聚合成固态防护材后，不仅吸收冲击能量，更将冲击能量分散，增加受力面积，进而提升防护特性。在相同防护力(实施例1～3、5～8)下仅商用护具(比较例7)厚度的四分之一，实施例4仅商用护具(比较例7)厚度的一半，且防护特性明显优于商品护具(比较例7与8)。
实施例9
将12.0g二氧化硅(Megasil 550 silica，购自Sibelco Asia Pte Ltd.-Bao LinBranch，粒径范围2～3μm)、5.4g DMAA、与0.6g聚氨酯二丙烯酸酯低聚物(urethanediacrylate oligomers，DM 541，购自双键化工股份有限公司)于室温下搅拌3小时，即得到剪切增稠流体配方胶水(varnish)。此剪切增稠流体于25℃的初始粘度为74958cps，于剪切率3.11s-1下具有最大黏度382533cps。将上述胶水加热至55℃后，添加1phr(以DMAA与DM541的总重量为基准)的热起始剂AIBN，再加热胶水至90℃后反应1小时，以聚合DMAA与DM541。将反应后的产物倒入直径7.56mm的铝盘上，冷却后形成固态试片。依据BS EN 1621-1标准进行冲击试验，并以富士Prescale中压感压纸(Model:MS，单片式，麦思科技有限公司)评估冲击后残留的压力值。此固态防护材组成及冲击试验结果如表3所示。
实施例10
将12.0g二氧化硅(Megasil 550 silica，购自Sibelco Asia Pte Ltd.-Bao LinBranch，粒径范围2～3μm)、4.9g DMAA、与1.1g丙烯酸异辛酯(2-EHA，购自第一化工原料股份有限公司)于室温下搅拌3小时，即得到剪切增稠流体配方胶水(varnish)。此剪切增稠流体于25℃的初始粘度为126245cps，于剪切率3.11s-1下具有最大黏度393273cps。将上述胶水加热至55℃后，添加1phr(以DMAA与2-EHA的总重量为基准)的热起始剂AIBN，再加热胶水至90℃后反应1小时，以聚合DMAA与2-EHA。将反应后的产物倒入直径7.56mm的铝盘上，冷却后形成固态试片。依据BS EN 1621-1标准进行冲击试验，并以富士Prescale中压感压纸(Model:MS，单片式，麦思科技有限公司)评估冲击后残留的压力值。此固态防护材组成及冲击试验结果如表3所示。
实施例11
将12.0g二氧化硅(Megasil 550 silica，购自Sibelco Asia Pte Ltd.-Bao LinBranch，粒径范围2～3μm)、4.5g DMAA、与1.5g丙烯酸羟乙酯(2-HEA，购自第一化工原料股份有限公司)于室温下搅拌3小时，即得到剪切增稠流体配方胶水(varnish)。此剪切增稠流体于25℃的初始粘度为143468cps，于剪切率3.11s-1下具有最大黏度372816cps。将上述胶水加热至55℃后，添加1phr(以DMAA与2-HEA的总重量为基准)的热起始剂AIBN，再加热胶水至90℃后反应1小时，以聚合DMAA与2-HEA。将反应后的产物倒入直径7.56mm的铝盘上，冷却后形成固态试片。依据BS EN 1621-1标准进行冲击试验，并以富士Prescale中压感压纸(Model:MS，单片式，麦思科技有限公司)评估冲击后残留的压力值。此固态防护材组成及冲击试验结果如表3所示。
比较例9
将12.0g二氧化硅(Megasil 550 silica，购自Sibelco Asia Pte Ltd.-Bao LinBranch，粒径范围2～3μm)、4.25g DMAA、与1.75g DM 541于室温下搅拌3小时，即得流体。此流体并无剪切增稠现象。将上述流体加热至55℃后，添加1phr(以DMAA与DM 541的总重量为基准)的热起始剂AIBN，再加热胶水至90℃后反应1小时，以聚合DMAA与DM 541。将反应后的产物倒入直径7.56mm的铝盘上，冷却后形成固态试片。依据BS EN 1621-1标准进行冲击试验，并以富士Prescale中压感压纸(Model:MS，单片式，麦思科技有限公司)评估冲击后残留的压力值。此固态防护材组成及冲击试验结果如表3所示。
比较例10
将12.0g二氧化硅(Megasil 550 silica，购自Sibelco Asia Pte Ltd.-Bao LinBranch，粒径范围2～3μm)、4.25g DMAA、与1.75g 2-EHA于室温下搅拌3小时，即得流体。此流体并无剪切增稠现象。将上述流体加热至55℃后，添加1phr(以DMAA与2-EHA的总重量为基准)的热起始剂AIBN，再加热胶水至90℃后反应1小时，以聚合DMAA与2-EHA。将反应后的产物倒入直径7.56mm的铝盘上。由于上述产物并非剪切增稠胶体(STG)，故无法进行冲击实验。上述组成如表3所示。
比较例11
将12.0g二氧化硅(Megasil 550 silica，购自Sibelco Asia Pte Ltd.-Bao LinBranch，粒径范围2～3μm)、4.25g DMAA、与1.75g 2-HEA于室温下搅拌3小时，即得流体。此流体并无剪切增稠现象。将上述流体加热至55℃后，添加1phr(以DMAA与2-HEA的总重量为基准)的热起始剂AIBN，再加热胶水至90℃后反应1小时，以聚合DMAA与2-HEA。将反应后的产物倒入直径7.56mm的铝盘上。由于上述产物并非剪切增稠胶体(STG)，故无法进行冲击实验。上述组成如表3所示。
表3(固态防护材冲击试验结果)
注一：试片与压力试纸皆破裂。
注二：无法形成剪切增稠流体或剪切增稠胶体(STG)，故无法进行冲击试验。
由表3可知实施例9至11皆具有良好的耐冲击特性，相同条件下明显优于比较例7至9。将剪切增稠流体聚合成固态防护材后，不仅吸收冲击能量，更将冲击能量分散，增加受力面积，进而提升防护特性。在相同防护力(实施例2、9、10、11)下仅为商用护具(比较例7)厚度的四分之一，防护力与防护特性明显优于商品护具(比较例7、8)。上述实施例所提供的固态防护材兼具有薄型、吸能、与耐冲击的特性，明显优于比较例的常用防护材料。
实施例12
将Twaron平织布(CT714WRT，190g/m2，购自Teijin Aramid Co.Ltd.)含浸于实施例2的剪切增稠流体中，再进行固化反应，使Twaron平织布CT714 WRT包埋在实施例2的防护材料中。依据BS EN 1621-1标准进行冲击试验，并以富士Prescale中压感压纸(Model:MS，单片式，麦思科技有限公司)评估冲击后残留的压力值。此固态防护材组成及冲击试验结果如表4所示。
实施例13
将实施例2的固化后产品裁切成直径6mm的STG圆盘状试片，再将其置于比较例12的TPU(EL96，90kg/m3，乔福泡绵股份有限公司)圆盘凹槽中。依据BS EN 1621-1标准进行冲击试验，并以富士Prescale中压感压纸(Model:MS，单片式，麦思科技有限公司)评估冲击后残留的压力值。此固态防护材组成及冲击试验结果如表4所示。
比较例12
将乔福泡绵股份有限公司的惰性泡绵TPU(EL96，90kg/m3)，经图案化压成蜂巢状、直径6mm的圆盘凹槽。依据BS EN 1621-1标准进行冲击试验，并以富士Prescale中压感压纸(Model:MS，单片式，麦思科技有限公司)评估冲击后残留的压力值。此固态防护材组成及冲击试验结果如表4所示。
表4(固态防护材载具冲击试验结果)
注一：试片与压力试纸皆破裂。
由表4可知实施例12、13仍有较佳的吸收冲击能量与防护特性，尤其是实施例13将比较例12的载具置入实施例2的固态防护材，其能量消散特性可大幅提升20％。
虽然本发明已以数个实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，应可作任意的更动与润饰，因此本发明的保护范围应以所附权利要求书所界定的范围为准。
Claims (20)
1.一种防护材料，包括：
聚合物，其由单体聚合而成，且该单体是丙烯酰胺单体，其结构为：
其中R各自独立，为H或C1-3烷基；
其中R’为C2-5烷撑基；以及
多个氧化硅粒子，且该氧化硅粒子与该聚合物的重量比为1.5:1至4:1。
2.如权利要求1所述的防护材料，其中该聚合物的重均分子量为1000至50000。
3.一种防护材料，包括：
聚合物，其由单体聚合而成，且该单体是丙烯酰胺单体和丙烯酸酯的单体或低聚物，且丙烯酰胺单体的结构为：
其中R各自独立，为H或C1-3烷基；
其中R’为C2-5烷撑基；
其中丙烯酸酯的单体或低聚物是聚氨酯二丙烯酸酯(urethane diacrylate)低聚物、丙烯酸异辛酯、或丙烯酸羟乙酯；以及
多个氧化硅粒子，且该氧化硅粒子与该聚合物的重量比为1.5:1至4:1，且该丙烯酰胺单体与该丙烯酸酯的单体或低聚物的重量比大于或等于2.5。
4.如权利要求1-3任一项所述的防护材料，其中该氧化硅粒子的形状为球状或不规则形。
5.如权利要求1-3任一项所述的防护材料，其中该氧化硅粒子的尺寸为50nm至1mm。
6.一种防护结构，包括：
防护材料；以及
基材，含浸于该防护材料中或位于该防护材料下，
其中该防护材料包括：
聚合物，其由单体聚合而成，且该单体是丙烯酰胺单体，其结构为：
其中R各自独立，为H或C1-3烷基；
其中R’为C2-5烷撑基；以及
多个氧化硅粒子，且该氧化硅粒子与该聚合物的重量比为1.5:1至4:1。
7.如权利要求6所述的防护结构，其中该基材包括纤维、泡棉、涂层、或金属箔。
8.如权利要求6所述的防护结构，其厚度为1mm至5mm。
9.如权利要求6所述的防护结构，其中该聚合物的重均分子量为1000至50000。
10.一种防护结构，包括：
防护材料；以及
基材，含浸于该防护材料中或位于该防护材料下，
其中该防护材料包括：
聚合物，其由单体聚合而成，且该单体为丙烯酰胺单体和丙烯酸酯的单体或低聚物，且丙烯酰胺单体的结构为：
其中R各自独立，为H或C1-3烷基；
其中R’为C2-5烷撑基；
其中丙烯酸酯的单体或低聚物是聚氨酯二丙烯酸酯(urethane diacrylate)低聚物、丙烯酸异辛酯、或丙烯酸羟乙酯；以及
多个氧化硅粒子，且该氧化硅粒子与该聚合物的重量比为1.5:1至4:1，且该丙烯酰胺单体与该丙烯酸酯的单体或低聚物的重量比大于或等于2.5。
11.如权利要求6-10任一项所述的防护结构，其中该氧化硅粒子的形状为球状或不规则形。
12.如权利要求6-10任一项所述的防护结构，其中该氧化硅粒子的尺寸为50nm至1mm。
13.一种防护方法，包括：
将防护结构置于物体上，使施加至该物体的力量消散于该防护结构中，
其中该防护结构包括：
防护材料；以及
基材，含浸于该防护材料中或位于该防护材料下，
其中该防护材料包括：
聚合物，其由单体聚合而成，且该单体是丙烯酰胺单体，其结构为：
其中R各自独立，为H或C1-3烷基；
其中R’为C2-5烷撑基；以及
多个氧化硅粒子，且该氧化硅粒子与该聚合物的重量比为1.5:1至4:1。
14.如权利要求13所述的防护方法，其中该基材包括纤维、泡棉、涂层、或金属箔。
15.如权利要求13所述的防护方法，其中所述防护结构的厚度为1mm至5mm。
16.如权利要求13所述的防护方法，其中该聚合物的重均分子量为1000至50000。
17.一种防护方法，包括：
将防护结构置于物体上，使施加至该物体的力量消散于该防护结构中，
其中该防护结构包括：
防护材料；以及
基材，含浸于该防护材料中或位于该防护材料下，
其中该防护材料包括：
聚合物，其由单体聚合而成，且该单体为丙烯酰胺单体和丙烯酸酯的单体或低聚物，且丙烯酰胺单体的结构为：
其中R各自独立，为H或C1-3烷基；
其中R’为C2-5烷撑基；
其中丙烯酸酯的单体或低聚物是聚氨酯二丙烯酸酯(urethane diacrylate)低聚物、丙烯酸异辛酯、或丙烯酸羟乙酯；以及
多个氧化硅粒子，且该氧化硅粒子与该聚合物的重量比为1.5:1至4:1，且该丙烯酰胺单体与该丙烯酸酯的单体或低聚物的重量比大于或等于2.5。
18.如权利要求13-17任一项所述的防护方法，其中该氧化硅粒子的形状为球状或不规则形。
19.如权利要求13-17任一项所述的防护方法，其中该氧化硅粒子的尺寸为50nm至1mm。
20.如权利要求13-17任一项所述的防护方法，其中该物体为人体，且施加至该物体的力量来自于击发的子弹。
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