Свойства и разновидности пуленепробиваемого поликарбоната

Поликарбонат – это группа полимерных веществ, в которых мономеры соединяются карбонатными группами, образуя длинные устойчивые цепочки соединений. В настоящее время широко распространен поликарбонат, получаемый путем синтезирования полимера из Бисфенола А. При синтезировании производится гранулированный поликарбонат, из которого путем экструдирования получают монолитный лист.

Пуленепробиваемый поликарбонат – это распространенное, но не верное обозначение полимера. Верное название – пулеустойчивый поликарбонат. Данный полимер широко применяется при производстве пулеустойчивых прозрачных изделий, которые представляют собой «слоеный пирог», состоящий из нескольких слоев прозрачных материалов с различными механическими характеристиками.

Свойства материала

Широкое распространение поликарбоната при производстве пуленепробиваемых перегородок обусловлено его физическими свойствами:

• Высокая степень оптического светопропускания. Этот полимер отличается оптической прозрачностью, превышающей прозрачность стекла, а прозрачность пулеустойчивых перегородок определяют остальные материалы, используемые при его производстве;
• Низкое влагопоглощение. Материал не изменяет своих геометрических размеров в зависимости от влажности окружающей среды, что позволяет его применять в любых условиях;
• Низкий коэффициент термического расширения. Полимер по сравнению с другими пластиками мало подвержен изменению своих линейных размеров в зависимости от температуры окружающей среды, что делает его подходящим материалом для производства пуленепробиваемых изделий.
• Ударная вязкость. Свойство материала сопротивляться ударным нагрузкам отличает поликарбонат из всех пластиков. Его прочность при ударе во много раз превосходит самые ударопрочные пластиковые материалы. Это позволяет поликарбонату относительно небольшой толщины гасить кинетическую энергию пули, которая вязнет в материале. Часто поликарбонат используется в виде демпфирующего слоя, который расположен за слоем твердого материала, удерживающего пулю.
• Теплостойкость. Поликарбонат сохраняет свои свойства в широких температурных пределах;
• Гибкость. Данное свойство позволяет материалу противостоять различным механическим воздействиям (например, удару молотком или выдавливанию) без разрушения.
• Звуко- и теплоизоляционные свойства. Полимер обладает высокими изолирующими свойствами.

Монолитный пуленепробиваемый поликарбонат и его виды

Несмотря на то, что поликарбонат обладает достаточными свойствами для выполнения задачи защиты от огнестрельного оружия, в чистом виде этот материал не применяется. Причиной тому является обратное свойство вязкости материалов – твердость. Полимер очень легко царапается, что сильно снижает его оптические характеристики, а также возможность использования по прямому назначению – в качестве прозрачной защитной перегородки.

Для получения твердой поверхности изделия используют другие твердые полимерные композиты, обладающие большой твердостью, или же закаленное стекло. Слои различных по твердости материалов склеиваются между собой, образуя неразъемное изделие.

Пуленепробиваемый поликарбонат, как и другие пулезащитные материалы, имеет классификацию по защитным свойствам. Кроме того, изделия из него имеют уникальное свойство – различную пулепроницаемость.

Односторонняя пулепроницаемость

Данное свойство отличает монолитное поликарбонатное изделие от остальных пуленепробиваемых материалов. Такое стекло состоит из двух основных защитных слоев – акрила и поликарбоната, склеенных между собой. Акрил обладает высокой механической прочностью, что делает его очень твердым, но хрупким материалом. Изделия, обладающие таким свойством, как правило, имеют относительно небольшую толщину и предназначены для защиты от легкого вооружения.

При выстреле со стороны акрила кинетическую энергию пули гасит поликарбонат, на который давит твердый слой акрила. Т.е. в данном случае поликарбонат является демпфирующим устройством, гасящим энергию пули. Акрил является пулеулавливающим материалом, который передает энергию снаряда на слой поликарбоната, но при этом растрескивается из-за своей хрупкости.

При выстреле со стороны поликарбоната: слой поликарбоната является недостаточным для того, чтобы снаряд завяз в полимере, поэтому пуля продавливает слой поликарбоната и разбивает акриловый слой, пролетая далее. Это происходит из-за того, что кинетическая энергия не рассеивается твердым слоем по большой плоскости, позволяя удержать снаряд, а воздействует точечно на два слоя. В итоге пуля имеет достаточную энергию, чтобы продолжить движение по баллистической траектории.

Двусторонняя пуленепробиваемость

Изготавливаются изделия для защиты от разных классов вооружения, отличающиеся количеством защитных слоев, и соответственно, толщиной самого пуленепробиваемого стекла. Как правило, применяют слои акрила и поликарбоната, склеенные вместе. В основном, слой поликарбоната располагается между слоями акрила для обеспечения стойкости изделия к абразивным воздействиям.

Кроме того, существуют изделия, где акриловый слой располагается между поликарбонатными. Это позволяет снизить толщину изделия, необходимую для соответствия классу защиты от внешних воздействий. К таким изделиям относится пуленепробиваемый поликарбонат palsheild, в котором применяется внешний слой поликарбоната, ламинированный антиабразивным слоем, который помогает сохранить прозрачность материала.