giubbotti antiproiettile e kevlar

Il giubbotto antiproiettile viene indossato per proteggere le

parti vitali del corpo dai colpi di arma da fuoco o schegge da

frammentazione di esplosivi;

Normalmente ha un taglio a gilet o casacca ed i modelli più

validi offrono anche una protezione laterale dei fianchi, del

basso ventre, del collo e delle spalle;

I giubbotti adottati dall’esercito e dalle forze dell’ordine

devono possedere la capacità di resistere all’impatto di

raffiche di proiettili (multi strike);

I proiettili provocano comunque traumi da punzonamento

(blunt trauma): ematomi, lesioni interne e fratture localizzate.

È realizzato da un contenitore esterno in tessuto balistico e, a

seconda del grado di protezione, da più pannelli balistici interni;

I pannelli balistici sono generalmente costituiti da più strati di fibre

aramidiche intrecciate (Kevlar) o tessute ed incollate su microfilm di

polietilene (Twaron e Spectra);

Hanno la funzione di assorbire e disperdere la forza di arresto e

penetrazione del proiettile attraverso la loro deformazione plastica.

Protezione contro proiettili da arma corta e da armi automatiche

fino al calibro 9x21 e fino a velocità di 600 m/s. per calibri e velocità

superiori è necessaria l'aggiunta di pannelli semirigidi o rigidi in

materiali metallici, ceramici o plastici.

Il numero di strati sovrapposti di fibre determina la capacità di protezione del pannello balistico; questa capacità viene generalmente classificato in classi di protezione NIJ (Stati Uniti) o SK (Germania);

La differenza tra le diverse soluzioni riguarda soprattutto il peso infatti un corpetto di classe NIJ-IV può pesare fino a 10 kg;

CLASSI DI PROTEZIONE NIJ:

Livello I: serve a proteggere da proiettili aventi velocità fino a 329 m/sec; non più utilizzato poiché troppo leggero;

Livello IIa: serve a proteggere da proiettili aventi velocità fino a 373 m/sec;

Livello II: serve a proteggere da proiettili aventi velocità fino a 436 m/sec;

Livello IIIa: serve a proteggere da proiettili aventi velocità fino a 448 m/sec;

Livello III: Serve a proteggere dai colpi dei fucili;

Livello IV: Questo giubbotto protegge dai colpi dei fucili perforanti e fornisce almeno la protezione da un colpo singolo delle minacce degli altri livelli.

When a handgun bullet strikes a body armor it’s caught in a "web" of very strong fibers; these fibers absorb and disperse the impact energy;

This fibers also helps in dissipating the forces which can cause nonpenetrating injuries (blunt trauma);

Today no material exists that would allow body armor to be constructed from a single ply of material;

Today's modern generation of bullet proof vests can provide protection to the most common low and medium-energy handgun rounds;

Bullet proof vests designed to defeat rifle fire is of either semirigid or rigid construction incorporating ceramics and metals materials;

Because of its weight and bulkiness it’s impractical in routines and it’s reserved for tactical situations.

L'armatura liquida è un materiale costituito da polietilenglicole liquido e

da una componente solida costituita da nanoparticelle di silice;

È un fluido non newtoniano ed è usato per impregnare le fibre di

Kevlar;

The molecules in such liquids are closely packed, but loosely arranged

(like a liquid); when it’s subjected to pressure they lock together and

the result behaves like a solid;

Liquid armour has been used to construct a material that is thinner

than normal body armour and yet is able to stop a low-velocity bullet.

Now it’s tested to see if it can also stop more powerful bullets;

Standard body-armour contains around 30 layers of Kevlar, the material

being tested has only ten Kevlar layers.

Kevlar è il nome commerciale di una fibra aramidica ad alta resistenza

meccanica;

Inventata nel 1972 dalla Du Pont di Neamour;

Da altri fabbricanti è chiamata anche Twaron mentre la fibra tessile

usata sia come materiale strutturale che per confezionare indumenti

speciali è denominata Nomex.

Il Kevlar è un poliammide nel quale tutti i gruppi ammidici sono separati da

gruppi parafenilenici;

Per capire come utilizzarlo ci è voluto molto tempo dato che non si dissolveva in

nessuna sostanza e che fondeva a 500°C. A brevettarlo fu la scienziata Stephanie

Kwolek;

Tutti gli Ammidi (Kevlar, Nomex, Nylon 6,6) hanno la capacità di mostrare due

forme diverse, o conformazioni: la conformazione trans e la conformazione cis;

La stessa molecola ammide può passare liberamente dalla conformazione cis a

quella trans senza richiedere troppa energia.

Al contrario il Kevlar resta sempre nella conformazione trans consentendogli di

formare delle ottime fibre.

Il polimero di partenza è costituito dalla miscela di due monomeri: la Fenilendiammina ed il Tereftaloidicloride;

La prima parte del processo di fabbricazione consiste nella polimerizzazione dei monomeri di base in presenza di solventi cloruri;

Seguono le fasi di coagulazione, di estrazione ed essiccazione del polimero;

Si ottiene una struttura costituita da catene rigide ad andamento rettilineo disposte secondo giaciture casuali;

Per migliorare le caratteristiche di resistenza meccanica occorre orientare le catene secondo un’unica direzione; per questo il polimero viene sciolto in una soluzione acquosa di acido solforico e quindi sottoposto a trafilatura in filiera;

Questi filamenti vengono infine riuniti in fili e vengono avvolti su bobine ed avviati all’utilizzazione.

POSITIVE NEGATIVE

Possiede un elevato rapporto resistenza-peso;

Alta resistenza alle sollecitazioni;

Alto modulo di elasticità a trazione;

Ottima capacità di smorzamento delle vibrazioni;

Bassa densità;

Elevata capacità di assorbimento di energia;

Bassa sensibilità alle sollecitazioni ripetute nel tempo di fatica;

Buona resistenza agli attacchi chimici corrosivi;

Alta resistenza alle temperature medie;

Bassa espansione e conducibilità termica;

Buone caratteristiche dielettriche;

Proprietà elettromagnetiche.

Perdita di parte delle sue caratteristiche di

resistenza meccanica se imbevuto d’acqua;

Degradabilità ai raggi ultravioletti .

Le fibre aramidiche vengono fornite commercialmente come Kevlar 29 e

Kevlar 49 (prodotti dalla Du Pont) e Twaron e Twaron HM (prodotti dalla

AKZO);

La sostanziale differenza tra loro è costituita dal modulo di elasticità

longitudinale a trazione che è più elevato nel Kevlar 49 e nel Twaron HM;

Il Kevlar 29, data la sua resistenza agli urti, è utilizzato per la costruzione di

blindature, mentre il Kevlar 49 è utilizzato come materiale strutturale (ad

esempio nella costruzione degli involucri dei motori a razzo a propellente

solido)

Kevlar 29 Kevlar 49 Twaron Twaron HM

Densità (g/cm3) 1,44 1,445 1,44 1,45

Resistenza a trazione (MPa) 3,45 3,45 3,15 3,15

Modulo a trazione E (GPa) 59 124 ̴80 121

Allungamento % a rottura 4 2,5 3,3 2,0

Nell’aeronautica viene utilizzato ampliamente in modo da ridurre il peso

del velivolo;

Viene usato per i rivestimenti interni degli aerei dal pavimento alle pareti;

È presente nei componenti esterni dei motori, sui flap e sugli alettoni

delle ali, nei bordi di attacco delle ali e nella coda del velivolo.

Il Kevlar è compatibile con due tipi di matrici: le resine termoindurenti

e gli elastomeri;

Se combinato con le resine termoindurenti si otterrà un composito

avente un’alta resistenza, un alto modulo di elasticità, elevata resistenza

agli urti ed un basso peso specifico;

Se combinato con gli elastomeri si otterrà un composito con un’alta

resistenza, un alto modulo di elasticità, elevata stabilità dimensionale ed

un basso peso specifico.