• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Andra
    Hur Dyneema fungerar
    Dyneema är varumärkesmärkt som världens starkaste fiber. Foto med tillstånd av Dyneema

    Kemi har gjort det möjligt för människor att skapa en myriad av nya uppfinningar och förbättra otaliga befintliga. Genom forskning, vi har skapat syntetiska material som är starkare än de metaller vi har använt i århundraden. En syntetfiber som har uppfunnits under de senaste decennierna implementeras i många skyddsutrustning och fordon på grund av dess stora styrka och hållbarhet. Militärer, brottsbekämpning och civila industrier använder syntetfiber som kallas Dyneema för att skydda liv och utrustning.

    Dyneema är en höghållfast syntetfiber som kan skydda en person eller ett fordon från hot som en improviserad explosiv enhet (IED) eller skott från en AK47 [källa:Dyneema]. Om du tog ett block av Dyneema och ett block av stål, på vikt-för-vikt basis skulle Dyneemas block vara 15 gånger starkare än stålblocket [källa:Dyneema]. Den lätta fibern är stark och formbar, men den tål betydande explosioner och extrema väderförhållanden. Det finns andra syntetfibrer med liknande egenskaper, som Kevlar, men bara Dyneema är varumärkesmärkt som världens starkaste fiber [källa:Dyneema].

    Dyneema är fördelaktigt för poliser och militärer, inte bara för att det klarar extrema förhållanden och explosioner, men också för att den är lätt och kan appliceras på många typer av fordonsdesigner och specifikationer. Även om Dyneema används för att rädda liv och skydda fordon, det används inte bara i dessa livshotande situationer. Dyneema skapas också för kommersiellt bruk inom sjöfarten, medicinsk, och metallbearbetningsindustrin också.

    För att fullt ut uppskatta denna uppfinning och förstå dess användning i pansarfordon, bullet-resistenta västar och andra applikationer måste vi först förstå lite om hur den är konstruerad och varför den är så stark.

    Läs nästa sida för att ta reda på vad som gör Dyneema till världens starkaste fiber.

    Innehåll
    1. Egenskaper för Dyneema
    2. Armored Vehicle Protection
    3. Livsskydd och andra användningsområden

    Egenskaper för Dyneema

    Dyneemas gelspinn, multi-filament fiber har extrem styrka, minimal vikt och en stor mängd användbara applikationer. Foto med tillstånd av Dyneema

    Dyneema-fibrer uppfanns för över 20 år sedan och av ett företag som heter DSM Dyneema och har varit i produktion sedan 1990. Dyneema-fiber är en gelspinnad, multi-filament fiber som är skapad av ultrahög molekylvikt polyeten. Polyeten är en vanlig kemisk kombination som används i många plaster, men Dyneemas är mycket mer än en vanlig plast. Vad betyder detta för alla utan kemitekniker? Det betyder att fibern har extrem styrka, minimal vikt och en stor mängd användbara applikationer.

    Dyneemas kemiska sammansättning gör att den kan skryta med många egenskaper såsom:

    • Motståndskraft mot de flesta kemikalier
    • Låg densitet
    • Osynlig för ultravioletta ljuskällor och termiska bildanordningar
    • Flyter på vatten
    • Smidig vid beröring
    • Brandbeständig och självsläckande
    • Tål extrem kyla och varma temperaturer
    • Biologiskt inert (orsakar ingen reaktion på människokroppen)
    • Sonisk hastighet och akustisk impedans nära vattenets
    • Högt elektrisk motstånd
    • Förlängning vid rast är låg, energin som behövs för att bryta är hög
    • Mycket hög hållfasthet

    [källa:Dyneema]

    På vikt-för-vikt basis, Dyneema är 15 gånger starkare än stål och är 40 procent starkare än aramidfibrer [källa:Dyneema]. Aramidfibrer är en annan typ av syntetiskt material som har liknande egenskaper, även om inte alla; en av de vanligaste aramidfibrerna är Kevlar.

    Dyneema kan skapas som ett kontinuerligt filamentgarn, används för saker som starka rep eller nät, eller som ett enkelriktat ark. Det enriktade arket skapas i lager med ett lager placerat ovanpå ett annat i 90 graders vinkel mot lagret under det [källa:SoldierMod.com]. Denna skiktning gör att fibern kan absorbera hårda stötar och sprida energi snabbt och effektivt till andra lager.

    På nästa sida, Vi får reda på hur Dyneema är van vid att rusta fordon och hur det skyddar passagerare under en explosion.

    Armored Vehicle Protection

    Dyneema är en höghållfast syntetfiber som kan skydda en person eller ett fordon från hot som en improviserad explosiv enhet (IED) eller skott från en AK47. Foto med tillstånd av Dyneema

    En av Dyneemas främsta användningsområden är skyddet för pansarfordon. Dess otroliga styrka och motståndskraft mot extrema och förändrade väderförhållanden gör den till ett idealiskt tillskott för fordon i farliga situationer. Dess förmåga att gjutas i olika former gör att Dyneema kan användas i en mängd olika fordon för militära, brottsbekämpning och civilskyddsansökningar. Beroende på vilken typ av situationer Dyneema kommer att användas för kan den erhållas för antingen mjuk ballistik, som vapen, eller hård ballistik, som antitankprojektiler, landminor.

    Dyneema kan användas på två olika sätt för fordonsskydd, som antingen spellfoder eller som panel. I sin form som spallfoder, Dyneema fungerar som ett extra lager av skydd mot ett ballistiskt hot mot ett fordon. Spall liner används för att skydda fordonets passagerare genom att fånga upp och absorbera själva ballistiken, eller metallfragment som lossnade från fordonet på grund av explosionen. När Dyneema används som panel kan det skydda mot starkare ballistiska hot som antitankprojektiler och tankgenomträngande projektiler. Panelerna kan anpassas och enkelt skäras efter fordonets konstruktionsspecifikationer.

    Själv eller i kombination har Dyneema potentialen att skydda mot en rad ballistiska hot inklusive direkt skottlossning från en AK47, improviserade explosiva enheter (IED), raketdrivna granater (RPG), landminor eller explosivt bildade penetratorer (EFP).

    Jämfört med rustning, rustning gjord med Dyneema som har en stål- eller keramisk slagplatta är 50 till 75 procent mindre tät än stålpansar [källa:SoldierMod.com]. Eftersom det är extremt lätt och formbart behöver ett fordon utrustat med Dyneema inte offra manövrerbarhet eller design, eller ändra tyngdpunkten för att skydda mot en explosion eller skottlossning.

    Dyneema har också implementerats i en uppfinning som skyddar inte bara passagerarna i ett fordon utan även själva fordonet från en direkt explosion. Den strukturella skorstenen använder Dyneema för att ta den första explosionen av en explosion och kanalisera den mot mitten av fordonet och sedan upp och bort från den. Skorstenens konstruktion tillsammans med Dyneemas stötabsorbering gör att fordonet sitter stadigt plant på marken och intakt under en explosion, skyddar passagerare från ljud, värme och kraften i explosionen.

    Låt oss gå vidare till nästa sida för att ta reda på hur Dyneema används för andra områden av livskydd, vem använder den, och hur det används i andra branscher.

    Livsskydd och andra användningsområden

    Ett gemensamt initiativ från den amerikanska armén och marinesoldater för att öka hjälmprestandan fann att Dyneema skulle kunna öka fragmenteringsprestandan för hjälmar med 35 procent eller mer. Foto med tillstånd av Dyneema

    Dyneema har andra livräddande applikationer förutom pansarfordon. Många skottsäkra västar, båtar och flygplan använder också Dyneema. Sydkoreas flotta använder Dyneema i några av sina patrullbåtar och svävare som ett sätt att skydda dem mot eld och ballistisk påverkan. Båtpanelerna är gjorda med Dyneema och sedan täckta med ett epoxiharts av glas. Eftersom Dyneema är livlig, det skyddar inte bara vattenskotern utan kan också användas i marina applikationer som detta.

    Dyneema har också implementerats i flygplans cockpitdörrar som ett sätt att kula motstånd. Efter attackerna den 11 september i USA, Federal Aviation Administration krävde att cockpitdörrarna var skottsäkra. Dyneema har använts i cockpitdörrar sedan dess och nu har 85 procent av alla flygplan som flyger i USA cockpitdörrar tillverkade med Dyneema [källa:Dyneema Matters].

    Förutom fordon, marin- och flygskydd, Dyneema används också för skottsäkra västar och hjälmar. Ett gemensamt initiativ från den amerikanska armén och marinesoldater för att öka hjälmprestandan fann att Dyneema skulle kunna öka fragmenteringsprestandan för hjälmar med 35 procent eller mer [källa:Dyneema]. Vissa Dyneema -hjälmar används också i taktiska polislag som SWAT. Hjälmarna som skapats med hårt ballistiskt motstånd från Dyneema är lika starka som tidigare hjälmar tillverkade med andra material, men med halva vikten.

    Beroende på hur en skottsäker väst är gjord med Dyneema, den tål knivar, pistoleld, rustningsgenomborrningar, och till och med geväreld från vapen som AK47. Till OS 2008 i Peking, Beijing Bureau of Public Safety använde skottsäkra hjälmar och västar. Den amerikanska armén har använt Dyneema i olika tillämpningar i både Irak och Afghanistan krig för både personligt och fordonsskydd.

    Dyneema används dock inte bara för att stoppa kulor och skydda mot explosioner. Det kan göras till starka rep för förtöjnings- och bogserlinor i sjöfartsindustrin, skyddshandskar inom metallbearbetningsindustrin, nät för fiske och även för kirurgiska kablar och ortopediska suturer inom det medicinska området. På grund av sin extrema styrka och låga vikt, företag arbetar kontinuerligt med DSM Dyneema för att hitta nya sätt att använda fibern.

    För mer information om Dyneema och andra superstarka material, följ länkarna på nästa sida.

    Mycket mer information

    relaterade artiklar

    • Hur pansarbilar fungerar
    • Hur Body Armor fungerar
    • Hur Liquid Body Armor fungerar
    • Hur blastresistenta kläder fungerar
    • Hur IED fungerar
    • Hur raketdrivna granater fungerar

    Fler fantastiska länkar

    • Dyneemas webbplats
    • Dyneema spelar roll
    • SoldatMod

    Källor

    • Dyneema.com. (Mars 1, 2011) http://www.dyneema.com/
    • Dyneema.com. "Dyneema Life Protection Press Package." (28 februari, 2011) http://www.dyneema.com/en_US/public/dyneema/media/packages/Life_Protection_press_package.zip
    • Dyneema.com. "Dyneema Faktablad." 1 januari 2008. (1 mars, 2011) http://www.dyneema.com/en_US/public/dyneema/downloads/Comprehensive_factsheet_UHMWPE.pdf
    • SoldierMod.com. "DSM Dyneema:Diverse Protection." (28 februari, 2011) http://www.soldiermod.com/summer-08/industry-dsm.html
    • Dyneema.com. "Dyneema Matters - Structural Blast Chimney." 16 februari 2011. (28 februari, 2011) http://www.dyneemamatters.com/german_certified_ballistic_helmet_insert_and_vest_made_with_dyneema_and_reg
    • Dyneema Matters - Fordonsskydd. Dyneema fordonsskydd. (Mars 1, 2011) http://www.dyneemamatters.com/vehicle_protection_1
    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com