Nepriestrelné sklomôže byť tvrdené sklo, ale nepriestrelné sklo v žiadnom prípade nie je "len" tvrdené sklo.
Presnejšie povedané, v bežnej štruktúre nepriestrelného skla je zvyčajne jedna alebo viac vrstiev tvrdeného skla, ale jeho jadro nepriestrelnosti pochádza z viacvrstvovej štruktúry, najmä z vrstvy polymérneho materiálu v strede.
Úloha a obmedzenia tvrdeného skla
V štruktúre nepriestrelného skla sa tvrdené sklo zvyčajne používa ako povrch vystavený nárazu- aj ako zadný povrch.
Vysoká tvrdosť: Tvrdené sklo má po tepelnom spracovaní extrémne tvrdý povrch. Pri zásahu guľky dokáže táto vrstva tvrdého skla efektívne otupiť hlavu guľky, spotrebovať časť jej kinetickej energie a spôsobiť jej deformáciu, čím zabráni jej ľahkému „zavŕtaniu“ do vnútra skla.
Dobrá odolnosť proti nárazu: V porovnaní s obyčajným sklom má tvrdené sklo rázovú pevnosť 3 až 5-krát vyššiu a lepšie odoláva počiatočným nárazom.
Obmedzenie: Ak je len jedna vrstva tvrdeného skla, pri zásahu guľkou sa aj tak rozbije ako celok. Hoci sa rozpadá na malé čiastočky, ktoré ľuďom pravdepodobne neublížia, guľky cez ňu preniknú a nemá vôbec nepriestrelnú funkciu.
Základná štruktúra a princíp nepriestrelného skla
Nepriestrelné sklo je druh kompozitného vrstveného skla. Jeho typická štruktúra je ako „sendvič“ alebo „tisíc{1}}poschodová torta“:
Tvrdá vrstva (zvyčajne tvrdené sklo) + mäkká viskoelastická vrstva (polymérový materiál) + tvrdá vrstva (tvrdené sklo alebo obyčajné sklo)
Polykarbonátová (PC) vrstva: Toto je „duša“ nepriestrelného skla. Je to extrémne húževnatý transparentný technický plast s extrémne vysokou odolnosťou proti nárazu a húževnatosťou. Jeho funkciou nie je tvrdohlavo odolávať, ale „prekonávať tvrdosť mäkkosťou“.
Keď otupená guľka prenikne vonkajšou vrstvou tvrdeného skla, dostane sa do kontaktu s touto vrstvou polykarbonátu.
Polykarbonátová vrstva dokáže absorbovať a rozptýliť obrovskú kinetickú energiu strely a svojou vlastnou deformáciou pevne „uchopiť“ alebo „obaliť“ úlomky strely, čím bráni ich preniknutiu.
Polyvinylacetalová (PVB) medzivrstvová fólia: Ide o bežne používaný adhezívny materiál v procesoch laminácie, ktorý sa používa na pevné spojenie sklenenej vrstvy s polykarbonátovou vrstvou. Samo o sebe má tiež určitý účinok na absorpciu energie.
Proces nepriestrelnosti možno chápať takto:
Vonkajšie tvrdené sklo: Tvrdé proti tvrdému, otupuje hlavicu, spotrebuje časť energie a samo sa rozbije.
Medzivrstva polyméru (ako je PC): Mäkká adsorpcia, využívajúca húževnatosť na absorbovanie zostávajúcej energie, zadržiavanie guliek a nečistôt a zabraňujúce rozstreku.
Vnútorné sklo: Poskytuje dodatočnú podporu a tvrdosť a slúži ako posledná obranná línia.
Čím vyššia je nepriestrelnosť, tým viac vrstiev má tento „sendvič“ a tým väčšia je celková hrúbka.
Záver a metafora
Tvrdené sklo je súčasťou „oštepu“ aj „štítu“: poskytuje potrebnú tvrdosť a počiatočnú spotrebu energie.
Polymérová vrstva (ako je PC) je „sieť“: je to jadro siete, ktoré skutočne blokuje „guľku“.
Takže nepriestrelné sklo ≠ tvrdené sklo, ale nepriestrelné sklo ⊃ tvrdené sklo (vrátane tvrdeného skla).
Dobrá metafora je:
Jednoduché tvrdené sklo je ako krehká a tvrdá sušienka, ktorá sa rozbije pri najmenšom poklepaní.
Nepriestrelné sklo je ako sušienka Oreo: dve tvrdé čokoládové sušienky (ekvivalent temperovaného skla) s jemnou krémovou vrstvou (ekvivalent polykarbonátovej vrstvy) medzi nimi. Môžete ľahko zlomiť jeden koláčik, ale je veľmi ťažké zlomiť celé Oreo holými rukami, pretože krém v strede sa pri pôsobení sily natiahne a absorbuje energiu.
Preto, hoci je tvrdené sklo jedným z dôležitých materiálov na výrobu-výkonných nepriestrelných skiel, samo o sebe nemôže dosiahnuť nepriestrelnú funkciu. Nepriestrelná schopnosť pochádza z kompozitnej štruktúry vytvorenej spoločnou prácou viacerých materiálov.
