من البنية الجزيئية إلى التطبيق العملي: كيف تجعل طبقات TPU المواد المضادة للرصاص "آمنة ومقاومة للصدمات" و"خفيفة وسهلة الحمل"

1. البنية الجزيئية تُمكّن: المزايا الفطرية للقوة العالية والكثافة المنخفضة

تتكون السلسلة الجزيئية للبولي يوريثان الحراري (TPU) من أجزاء صلبة متناوبة من اليوريثان الصلب وأجزاء مرنة من البولي إيثر/البوليستر. يوفر هذا الهيكل، الذي يجمع بين "تعزيز الأجزاء الصلبة وتقوية الأجزاء اللينة"، خصائص ميكانيكية ممتازة على الرغم من كثافته المنخفضة. تُظهر الاختبارات العلمية أن كثافة غشاء TPU عالي الجودة تتراوح بين 1.1 و1.2 غ/سم³ فقط، وهي أقل بكثير من كثافة المعدن (الفولاذ، حوالي 7.8 غ/سم³) والسيراميك (أكسيد الألومنيوم، حوالي 3.8 غ/سم³)، بل وأخف وزنًا بأكثر من 15% من غشاء PVC التقليدي المضاد للرصاص (1.4 غ/سم³). علاوة على ذلك، يتميز غشاء TPU بقوة شد تتراوح بين 50 و70 ميجا باسكال، ومقاومة للصدمات تفوق مقاومة أفلام البوليمر العادية بثلاث إلى خمس مرات. عند إصابة الرصاصة، تُبدد الأجزاء الصلبة قوة الصدمة بسرعة، بينما تمتص الأجزاء اللينة الطاقة من خلال التشوه، مما يمنع تكسر المادة. وهذا يحقق توازنًا جزيئيًا بين "خفة الوزن والحماية العالية".

2. التآزر المركب: تقليل استخدام المواد الأساسية وتحسين كفاءة الحماية

في نظام المركبات الباليستية، لا تقتصر وظيفة طبقة TPU البينية على الحماية فحسب، بل تعمل أيضًا كـ "وسيط ربط وتقوية"، مما يُحسّن نسبة الوزن الإجمالي للهيكل. في الألواح المركبة التقليدية المقاومة للرصاص (مثل ألياف الأراميد وراتنج الإيبوكسي)، تتطلب مصفوفة الراتنج 30%-40% من الوزن لضمان قوة الالتصاق، ولكنها تعاني من ضعف في مقاومة الصدمات. مع ذلك، تتميز طبقة TPU البينية بقوة ربط تتراوح بين 8-12 نيوتن/25 مم، وتتطلب 15%-20% فقط لتحقيق التصاق محكم بين طبقات الألياف، مما يُقلل وزن المصفوفة بشكل كبير. تُظهر بيانات اختبار من مؤسسة عسكرية أن ألواح الأراميد المقاومة للرصاص المغلفة بطبقة TPU البينية قد خفضت كثافتها المساحية من 7.2 كجم/م² التقليدية إلى 5.5 كجم/م²، مما حقق انخفاضًا في الوزن بنسبة 23.6%. ويؤدي هذا بدوره إلى تحسين الأداء الباليستي، حيث يمكنه تحمل رصاصات مسدس عيار 9 ملم بسرعات تأثير تزيد من 380 مترًا في الثانية إلى 420 مترًا في الثانية، وهو ما يلبي معايير الحماية الباليستية NIJ المستوى IIIA.

ثالثًا: ابتكار العمليات: استقرار الأداء في شكل فائق الرقة

للتعويض عن عيوب الأداء المحلية، غالبًا ما تتطلب المواد الباليستية التقليدية زيادة السُمك أو بناء متعدد الطبقات، مما يزيد الوزن بشكل أكبر. ومع ذلك، يمكن لأفلام TPU، من خلال البثق الدقيق، تحقيق مواصفات فائقة الرقة تتراوح بين 0.05 و0.2 مم، مع خطأ في توحيد السُمك ≤5%. والأهم من ذلك، تتميز أفلام TPU بمقاومة ممتازة للطقس والتآكل، حيث تحافظ على أكثر من 90% من خصائصها الميكانيكية في درجات حرارة تتراوح بين -40 درجة مئوية و80 درجة مئوية، مما يلغي الحاجة إلى طلاءات إضافية مضادة للتآكل أو الشيخوخة (والتي تمثل عادةً ما يقرب من 5%-8% من وزن المواد التقليدية). على سبيل المثال، في مجال الزجاج المضاد للرصاص، فإن استبدال فيلم PVB التقليدي بطبقة TPU البينية لا يقلل الوزن الإجمالي للزجاج بنسبة 10%-15% فحسب، بل يمنع أيضًا تحطم الزجاج بعد اصطدام الرصاصة، مما يحقق توازنًا بين خفة الوزن والحماية الثانوية.

بصفتنا شركة متخصصة في البحث والتطوير وإنتاج طبقات TPU البينية، فإن أفلام TPU المقاومة للرصاص لدينا حاصلة على اعتمادين وفقًا لمعياري ISO 16603 (معايير اختبار المواد الباليستية البوليمرية) وGB/T 24556 (متطلبات الأفلام المركبة الباليستية). يمكننا تخصيص الصلابة (80A-95D) والسمك ومقاومة الأشعة فوق البنفسجية وفقًا لاحتياجات عملائنا. تُستخدم منتجاتنا حاليًا في تطبيقات مثل الدروع الواقية للأفراد، والزجاج المضاد للرصاص للسيارات، وعدادات البنوك المضادة للرصاص، مما يساعد العملاء على تحقيق خفض متوسط ​​في الوزن بنسبة تتراوح بين 18% و25% مع الالتزام بمعايير السلامة.

إذا كنت ترغب في معرفة المزيد عن التطبيق المحدد لطبقات TPU في المواد المضادة للرصاص أو طلب عينات مجانية لاختبار الأداء، فيرجى الاتصال بفريقنا الفني لاستكشاف المزيد من الاحتمالات للحماية خفيفة الوزن.