防弹玻璃

一．防弹玻璃的研究背景

1998年2月9日夜，格鲁吉亚总统谢瓦尔德纳泽在乘一辆奔驰汽车回家途中，突然，从夜色笼罩下的密林里窜出20多个杀手，向总统座车疯狂扫射并投掷手榴弹，汽车伤痕累累，但幸运的是谢瓦尔德纳泽毫发无损！是什么保护总统躲过了这场灾难呢？这要归功于德国政府赠送给他的这辆价值50万美元的奔驰牌防弹汽车。2004年9月10日上午，澳大利亚驻印尼使馆门前发生剧烈大爆炸，爆炸导致周围许多大楼窗户震碎，可是澳大利亚使馆的办公楼的玻璃却损害轻微。馆内工作人员在防弹玻璃的保护下，只受到些轻微伤害。澳驻印尼使馆是澳大利亚在全球最牢固的使馆之一，此次恐怖袭击并未给使馆造成大的伤害，这还得归功于防弹玻璃。

防弹玻璃的发明还得追朔到20世纪初的法国，当时法国的一座城市接连发生多起车祸，除了直接死伤外，有相当多的乘客是被飞溅的碎玻璃刺伤的。一位叫贝奈狄特斯的法国科学家注意到乘客被玻璃刺伤的新闻，使他会想起做实验时碰到的一件事。有一次，他在整理化学药品时，不小心把一只药瓶打翻在地。奇怪的是，玻璃药瓶竟没有打碎，只是表面出现些裂纹。他仔细研究了原因，原来这药瓶曾装过三硝酸纤维树脂的溶液，溶液已挥发，在药瓶内壁均匀地附着形成一层薄壁，正是这层薄膜使得瓶子没有摔得玻璃玻璃四溅。这给了贝奈狄特斯一个重要启示：要是在车窗的玻璃里加上一层这样的薄膜，乘客不就能免遭玻璃碎屑飞溅之苦了吗？想到这里，他连夜试验，成功制出了世界上第一块安全玻璃。

[1]随着武器的不断发展，人们的安全也受到越来越大的威胁，解决国家元首及国家重要人物的被武器袭击的问题迫在眉睫。防弹玻璃也在军事上有着非常广泛的应用，随着防弹玻璃研究的不断深入，防弹玻璃在许多场合也有着很广泛的引用，例如防弹门窗等等。也在一定程度上保障了我们的生命财产安全。

二．国内外研究现状

防弹玻璃最初应用在飞机的前风挡及尾舱观察窗,后来发展到军用设施和军用车辆上。银行防弹玻璃的应用始于美国,后来欧洲国家也相继开始在银行的营业柜台应用。我国防弹玻璃的生产和应用是20世纪60年代开始的,最早主要是在飞机上。银行防弹玻璃的应用是1994年才真正开始的,最初在中国银行系统开始推广,紧接着被其他银行系统广泛采用。防弹玻璃一经应用就受到了广大金融保卫工作者和营业人员的青睐,很快得到金融业和公安部门的认可。现在不仅成为银行营业柜台和橱窗上的安全屏障,也被其他一些营业场所,诸如保险、证券、邮政、电信、铁路、民航、电业、博物馆等营业场所看中。防弹玻璃是从夹层玻璃发展而来的。夹层玻璃是英国人在1905年首先发明的,首次使用是在第一次世界大战期间。第二次世界大战中人们开始用夹层玻璃技术生产防弹玻璃,并在军用设施上开始使用。随着有机材料的发展和人工合成树脂的出现,人们开始使用性能良好合成树脂制造夹层玻璃,如聚乙烯醇缩丁醛中间膜(Polyvinglbutyral简称PVB)，就是一种各方面性能较好的合成树脂材料。合成树脂被广泛应用于夹层玻璃和防弹玻璃的制造。防弹玻璃的结构也随着人们对其认识的提高而改变,在最初玻璃的结构多以对称结构制造。当时主要考虑的是安装方便,不会因为安装不当影响防弹效果,到现在还有一部分厂家生产这种结构的防弹玻璃。后来随着对

防弹玻璃研制的不断深入和认识的提高,人们逐渐采用降幂排列的结构形式生产防弹玻璃,使玻璃在同等厚度的情况下防弹能力大大提高。[2]

三. 防弹玻璃的生产方法及其特性

就达到玻璃能防枪弹射击的目的而言,大多数透明材料经加工处理并且达到一定的厚度都可以具有一定的防弹能力。但综合使用寿命、工业化程度、成本构成等因素的影响,目前大多数生产防弹玻璃的材料是无机玻璃与有机材料复合而成的。主要有以下几种形式:

(1)浮法玻璃与PVB中间膜的夹层复合

该方法是多层浮法玻璃中间用聚乙烯醇缩丁醛中间膜粘结并经高温高压处理使它们复合在一起而成为一透明整体,形成具有防弹能力的玻璃。这种方法生产的防弹玻璃也叫PVB夹层防弹玻璃。由于浮法玻璃的光学性能非常好,PVB胶片的塑性也非常好,二者的有机结合使玻璃整体的光学性能非常优秀,并表现出良好的抗冲击性能。这种防弹玻璃的优点是耐环境稳定性好、不易老化、寿命长、成本较低、容易维护;缺点是体积质量大,适合于安装于固定的场所使用,这也是大部分银行营业柜台都采用这种防弹玻璃的缘故。

（2）夹层玻璃与有机透明板叠加或复合

这种防弹玻璃曾经有两种形式,一种是在一层夹层玻璃的后面放置一层有机透明板材,夹层玻璃与有机透明板之间形成一厚度约6～10 mm的间隙,夹层玻璃置于有机透明板之前,即夹层玻璃作为着弹层,这是叠加方式。另一种是玻璃与聚碳酸脂板(PC板)直接复合为防弹玻璃,粘接材料为聚氨脂膜(PU膜),生产工艺方法与PVB夹层法类似,这是复合方式。这种生产方式不便于大批量生产。上述两种方法由于使用了较多的有机材料,与PVB玻璃相比有以下特点:第一,体积质量小,在相同厚度或相同质量的情况下防弹能力强;第二,该种防弹玻璃在受到枪击时只要不被子弹穿透就不会有飞溅物产生;第三,有机材料的刚性远不及玻璃,由于有机材料的热膨胀系数与玻璃不同,易产生变形,光学性能也不易控制;第四,有机材料直接暴露于大气中易被老化,材料表面硬度低极易被划伤,因此使用寿命较短。此外,这种防弹玻璃的成本非常高,一般在车辆、船舶、飞机上使用。

(3)在无机玻璃上粘贴薄膜

在无机玻璃表面上粘贴专用薄膜也可以使玻璃具有一定的防弹能力,这种玻璃也称贴膜玻璃。它是将厚度为0. 1～0. 3mm其中一面涂有不干胶的薄膜在以水为排气介质下粘贴到玻璃表面而形成的。贴膜玻璃作防弹玻璃存在着防弹能力差、边部强度明显不足、易老化、易被划伤(尽管在膜层表面镀有硅化合物保护膜)、使用寿命短等缺点。这种防弹玻璃制造比较方便、成本较低,在国外一般用于窗玻璃的安全保护。

(4)其它方法

用其它方法制作的防弹玻璃通常应用于特殊领域,例如航空、航天特种实验室等。上世纪90年代末期,我国防弹玻璃的生产方法曾出现过的几种形式:玻璃表面贴膜、在玻璃中间灌注有机单体材料然后聚合(即湿法夹层工艺)、用夹层玻璃与有