Dyneema to wysokowytrzymałe włókno syntetyczne, które jest w stanie chronić osobę lub pojazd przed zagrożeniami takimi jak improwizowane urządzenie wybuchowe (IED) lub strzały z AK47. Jeśli wziąłbyś blok Dyneema i blok stalowy, w zależności od wagi blok Dyneema byłby 15 razy wytrzymalszy niż blok stalowy. Lekkie włókno jest mocne i formowalne, ale może wytrzymać znaczne wybuchy i ekstremalne warunki pogodowe. Istnieją inne włókna syntetyczne o podobnych właściwościach, takie jak kewlar, ale tylko Dyneema jest znane jako najsilniejsze włókno na świecie.
Chemia pozwoliła ludziom na stworzenie niezliczonej ilości nowych wynalazków i ulepszenie niezliczonej ilości istniejących. Dzięki badaniom udało się stworzyć materiały syntetyczne, silniejsze od metali, których używamy od wieków. Jedno włókno syntetyczne, wynalezione w ciągu ostatnich kilkudziesięciu lat, jest stosowane w wielu urządzeniach ochronnych i pojazdach ze względu na swoją wytrzymałość i trwałość. Wojsko, organy ścigania i przemysł cywilny używają włókna syntetycznego o nazwie Dyneema do ochrony życia i sprzętu.
Dyneema jest wykorzystywana przez siły policyjne i wojskowe nie tylko dlatego, że jest w stanie wytrzymać ekstremalne warunki i wybuchy, ale dlatego, że jest lekka i może być stosowana do wielu rodzajów konstrukcji i specyfikacji pojazdów. Włókna Dyneema są tworzone do zastosowań komercyjnych w przemyśle żeglugowym, medycznym i metalurgicznym. Aby w pełni docenić ten wynalazek i jego zastosowanie w pojazdach opancerzonych, kamizelkach kuloodpornych i innych zastosowaniach, musimy najpierw trochę zrozumieć, jak ten materiał jest skonstruowany i dlaczego jest tak silny.
Dyneema – charakterystyka i właściwości
Włókna Dyneema zostały wynalezione ponad 20 lat temu przez firmę o nazwie DSM Dyneema i są produkowane od 1990 roku. Włókno Dyneema jest żelowo-wiórowym, wielowłóknistym włóknem stworzonym z polietylenu o bardzo wysokiej masie cząsteczkowej. Polietylen jest powszechną kombinacją chemiczną stosowaną w wielu tworzywach sztucznych, ale Dyneema jest czymś więcej niż zwykłym tworzywem sztucznym. Co to oznacza dla każdego, kto nie ma dyplomu z inżynierii chemicznej? Włókno ma ekstremalną wytrzymałość, minimalną wagę i dużą ilość użytecznych zastosowań.
Skład chemiczny Dyneema’s pozwala pochwalić się wieloma cechami, takimi jak:
- Odporność na większość chemikaliów
- Niska gęstość
- Niewidoczny dla źródeł światła ultrafioletowego i urządzeń termowizyjnych
- Utrzymuje się na wodzie
- Gładki w dotyku
- Ognioodporne i samogasnące
- Wytrzymuje ekstremalne temperatury zimna i gorąca
- Biologicznie obojętny (nie powoduje reakcji ludzkiego ciała)
- Prędkość dźwięku i impedancja akustyczna zbliżona do tej w wodzie
- Wysoka rezystancja elektryczna
- Wydłużenie przy zerwaniu jest niskie, energia potrzebna do zerwania jest wysoka
- Bardzo wysoka wytrzymałość
W zależności od wagi, Dyneema jest 15 razy wytrzymalsza od stali i jest 40 procent silniejsza od włókien aramidowych. Włókna aramidowe (kevlar) są innym rodzajem materiału syntetycznego, który ma podobne właściwości, choć nie wszystkie.
Dyneema może być tworzony jako przędza z włókna ciągłego, stosowana do mocnych lin lub siatki, lub jako jednokierunkowy arkusz. Arkusz jednokierunkowy jest tworzony w warstwach, gdzie jedna warstwa jest umieszczona na drugiej pod kątem 90 stopni w stosunku do warstwy znajdującej się pod nią. Ta warstwa pozwala na szybkie i efektywne pochłanianie przez włókno silnych uderzeń i rozpraszanie energii na inne warstwy.
Włókno Dyneema – zastosowania
Pojazdy wojskowe opancerzone
Jednym z głównych zastosowań Dyneemy jest ochrona pojazdów opancerzonych. Niesamowita wytrzymałość i odporność na ekstremalne i zmienne warunki pogodowe sprawiają, że Dyneema jest idealnym dodatkiem do pojazdów w niebezpiecznych sytuacjach. Zzdolność do formowania różnych form pozwala na zastosowanie Dyneemy w różnych pojazdach wojskowych, ochrony porządku publicznego i ochrony ludności. W zależności od rodzaju sytuacji, w jakich Dyneema zostanie użyta, włókna można wykorzystać do ochrony przed miękką balistyką (pistolety ręczne), jak i twardą (pociski przeciwpancerne, miny lądowe).
Dyneema może być używana na dwa różne sposoby do ochrony pojazdów: jako wykładzina przeciwodpryskowa lub jako panel. W formie wykładziny przeciwodpryskowej Dyneema działa jako dodatkowa warstwa ochronna przed zagrożeniem balistycznym dla pojazdu. Wykładzina przeciwodpryskowa jest używana do ochrony osób przebywających w pojeździe poprzez wychwytywanie i pochłanianie energi pocisku lub fragmentów metalowych, które odpadły z pojazdu w wyniku wybuchu. Gdy Dyneema jest używana jako panel, może chronić przed silniejszymi zagrożeniami balistycznymi, takimi jak pociski przeciwpancerne i pociski penetrujące zbiorniki. Panele mogą mieć niestandardowy kształt i być łatwo przycinane do specyfikacji konstrukcyjnych pojazdu.
Dyneema, sama lub w połączeniu z innymi elementami, może chronić przed szeregiem zagrożeń, w tym przed bezpośrednim ostrzałem z AK47, improwizowanymi urządzeniami wybuchowymi (IED), granatami rakietowymi (RPG), minami lądowymi lub penetratorami wytwarzającymi ładunki wybuchowe (EFP).
Pancerz wykonany z Dyneemy posiadający stalową lub ceramiczną płytkę uderzeniową posiada o 50-75% mniejszą gęstość od pancerza stalowego. Ponieważ jest on niezwykle lekki i łatwy w formowaniu, pojazd wyposażony w Dyneema nie musi rezygnować ze swojej zwrotności lub konstrukcji, ani zmieniać środka ciężkości, aby chronić przed eksplozją lub ostrzałem.
Dyneema została również wdrożona do wynalazku, który chroni nie tylko użytkowników pojazdu, ale również sam pojazd przed bezpośrednim wybuchem. Strukturalny komin wyrzutowy wykorzystuje Dyneema do podjęcia początkowego wybuchu i skierowania go w kierunku środka pojazdu, a następnie w górę i z dala od niego. Konstrukcja komina wraz z pochłanianiem przez Dyneema uderzeń pozwala na utrzymanie pojazdu na ziemi w nienaruszonym stanie podczas eksplozji, chroniąc go przed dźwiękiem, ciepłem i samą siłą wybuchu.
Zabepieczenie łodzi i samolotów
Dyneema ma inne zastosowania ratujące życie. Wiele kamizelek kuloodpornych, łodzi i samolotów również wykorzystuje włókna Dyneema. Marynarka wojenna Korei Południowej wykorzystuje Dyneema w niektórych łodziach patrolowych i poduszkowcach jako sposób na ochronę przed ogniem nieprzyjaciela. Panele łodzi są wykonane z Dyneemy i pokryte żywicą epoksydową.
Dyneema została również zastosowana w drzwiach kokpitu samolotu jako środek zapewniający odporność na pociski. Po atakach z 11 września w Stanach Zjednoczonych, Federalna Administracja Lotnictwa zażądała, aby drzwi kokpitu były kuloodporne. Od tego czasu Dyneema jest używana w drzwiach kokpitu i obecnie 85 procent wszystkich samolotów latających w Stanach Zjednoczonych posiada drzwi kokpitu wykonane z Dyneemy.
Kamizelka kuloodporna z Dyneema
Oprócz ochrony pojazdów, statków i samolotów, Dyneema jest również używana do produkcji kamizelek kuloodpornych i hełmów. Wspólna inicjatywa armii amerykańskiej i marines, mająca na celu zwiększenie wydajności kasku, wykazała, że Dyneema może zmienjszyc fragmentację hełmów o 35 procent lub więcej. Niektóre hełmy Dyneema są również używane w taktycznych zespołach policyjnych, takich jak SWAT. Kask wykonany z Dyneemy o wyoskiej odporności balistycznej jest tak samo wytrzymały jak poprzednie kaski wykonane z innych materiałów, ale o połowę lżejszy.
W zależności od tego, jak wykonana jest kamizelka kuloodporna z Dyneemy, może wytrzymać atak noża, broni ręcznej, karabinów przebijających zbroje, a nawet pociski wystrzelone z karabinów AK47. Podczas Olimpiady 2008 w Pekinie, Pekińskie Biuro Bezpieczeństwa Publicznego używało kasków i kamizelek kuloodpornych z Dyneema. Armia amerykańska wykorzystywała Dyneema w różnych zastosowaniach zarówno w wojnach w Iraku, jak i w Afganistanie, zarówno do ochrony osobistej, jak i ochrony pojazdów.
Liny Dyneema
Dyneema jest jednak stosowana nie tylko do zatrzymywania kul i ochrony przed wybuchami. Można z niej zrobić mocne liny do cumowania i holowania w przemyśle okrętowym, rękawice ochronne w przemyśle metalowym, sieci rybackie, a nawet liny chirurgiczne i szwy ortopedyczne w medycynie. Ze względu na wyjątkową wytrzymałość i niewielką wagę, firmy stale współpracują z DSM Dyneema, aby znaleźć nowe sposoby wykorzystania włókna.
Źródło:
https://www.dyneema.com [15/05/2020]
https://www.soldiermod.com/summer-08/industry-dsm.html [15/05/2020]