Shear Thickening materials
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SHOCK ABSORBER MATERIALSSHOCK ABSORBER MATERIALSd3o e competitorsd3o e competitors
Nanotecnologie e materiali funzionali per il designNanotecnologie e materiali funzionali per il designProf.ssa Barbara Dal CurtoProf.ssa Barbara Dal Curto
Arioli Letizia - Lonardo EmilioArioli Letizia - Lonardo Emilio
SHOCK ABSORBER MATERIALSSHOCK ABSORBER MATERIALS
Progettati per assorbire e dissipare l’energia cinetica a cui sono sottoposti
Gomma e silicone sono i primi materiali utilizzati per assorbire gli shock
Utilizzati quotidianamente in svariati settori
Le innovazioni tecnologiche li hanno resi sempre più “smart”
SHOCK ABSORBER MATERIALSSHOCK ABSORBER MATERIALSShear ThikeningShear Thikening
Sono fluidi non newtoniani
Assorbono l’energia che si creain seguito ad uno shock
Sono tanto più efficienti quantopiù è rapido l’urto ricevuto
Assorbono le vibrazioni
Fonoisolanti
Fluidi a riposo e solidi quandoricevono un colpo
SHOCK ABSORBER MATERIALSSHOCK ABSORBER MATERIALSAmido di maisAmido di mais
Unito ad acqua forma un fluidonon newtoniano
Correndoci sopra si ha la sensazionedi camminare sull’ acqua
D3OD3Ocos’ècos’è
E’ un materiale tecnologico dotato di “molecole intelligenti”
Estremamente flessibile e morbido al tatto, riesce istantaneamente a diventare duro nel momento in cui riceve un colpo
E’ un materdotato di “m
Estremameal tatto, riediventare driceve un c
D3OD3Oproprietàproprietà
10millisecondi
forz
a d
ell
’im
pa
tto
Leggero
Traspirante
Malleabile
Fonoassorbente
Resistente al fuoco
rivestimentoesterno
forza d’impatto
rivestimentointerno
d3od3o
flexible absorbs shock returns energy
D3OD3Ocomposizionecomposizione
Sviluppato a partire dallo studio di fluidi dilatanti liquidi
Modellato tramite fusione in forme predefinite
Esistono tre tipologie di d3o:
SHOCK Resistente e durevole - adatto per un’ampia gamma diapplicazioni
Flessibile e leggero - offre la massima pro-tezione per l’utilizzo in condizioni normali
FLO1
Variegato e confortevole - offre protezione in condizioni estreme
FLO2
D3OD3Oapplicazioniapplicazioni
SPORT
Tuta da sci Syderwww.spider.com
BALLETBALLET
BASEBALLBASEBALL
BOXINGBOXING
SAILINGSAILING
CRICKETCRICKET
POLOPOLO
SNOWSPORTSSNOWSPORTSWATERSPORTSWATERSPORTS
SOCCERSOCCER
VOLLEYBALLVOLLEYBALL
EQUESTRIANEQUESTRIAN
LACROSSELACROSSE
D3OD3Oapplicazioniapplicazioni
SPORT
Scarpe da Ballo Juliet d3owww.capuletworld.com
BALLETBALLET
BASEBALLBASEBALL
BOXINGBOXING
SAILINGSAILING
CRICKETCRICKET
POLOPOLO
SNOWSPORTSSNOWSPORTS
WATERSPORTSWATERSPORTS
SOCCERSOCCER
VOLLEYBALLVOLLEYBALL
EQUESTRIANEQUESTRIAN
LACROSSELACROSSE
D3OD3Oapplicazioniapplicazioni
ELETTRONICA
Il Poron xrd è un materiale poliuretanico che offre un elevato grado di assorbimento degli urti garantendo grande libertà di movimento essendo elastico leggero e traspirante.
PORON XRDPORON XRDcos’ècos’è
BEFORE IMPACTflexible
IMPACTmolecules freeze
AFTER IMPACTflexible
MorbidoFlessibileLeggeroTraspiranteAssorbe il 90% dell’ energiaricevuta in seguito ad un colpoRendimento costante
PORON XRDPORON XRDproprietàproprietà
PORON XRDPORON XRDproprietàproprietà
Density, lb./ft3
Specific Gravity Tolerance, %
ASTM D 3574-95 Test A
9
0,14
0,158 (4.0)
4150
4.5 (0.8) 5 (0.9) 5 (0.9) 10 (1.8) 14 (2.5)
30 (207) 45 (310) 70 (483) 100 (689) 140 (965)
Yes Yes Yes
3400 3100
0,118 (3.0) 0,118 (3.0)
12
0,19
15
0,24
See Product Availability
65 - Vivid Yellow
Open Cell - Breathable
Typical Value 10
Pass
PORON Cushioning Materials are unaffected by mild organic acid and bases. Theyshow modest swelling with oils and greases and other linear hydrocarbons. Stronglypolar solvents will greatly swell PORON Materials. In most cases, physical propertiesrecover to a great extent as the solvents evaporate.
Negligible Irritant. Primary Irritation Index = 0
<10
>145
1.1 - 3.4(8 - 23)
10
1.5 - 5.5(10 - 38)
19
4 - 9(28 - 62)
5 - 12(34 - 83)
10 - 20(69 - 138)
32
**
**
**
**
**
**
20
0,32
25
0,40
ASTM D 2632-96Vertical Rebound
Sample Thickness, inches (mm)
ASTM D 3574 Test D @ 70°C
ASTM D 3574 Test J/Test Dafter autoclaved @ 121°C
ASTM D 624 Die C
ASTM D 3574 Test E
ASTM D 3574 Test E
Based on Adidas-Salomon policy forcontrol and monitoring of hazardous
substances
0,2%min. Strain Rate ForceMeasured @ 25% Deflection
Shore “O”
Based on ASTM D 570 -2hrwater immersion @ room t°
Primary Skin Irritation-FHSABased on ISO 10993-10 (2002),
ISO 10993-12 (2007),ISO/IEC 17025 (2005)
Based on ASTM E96-00Upright/37°C/0%RH
Leakage - Inverted
Internal using Gurley Densometer
Standard Thickness
Standard Color
Air Permeability
Compression Set, %max
Compression Force Deflectionpsi,kPa
Hardness, Durometer
Hidrolysis ResistanceCompression Set, %max
Resilience, Shore InstrumentResiliometer avg (Ball Reb. T.)
Water Vapor Transfer, Typicalg/ft2/24hrs (g/m2/24hrs)
Water Absorption, % Wt Gain
Skin Contact
Tear Strenght, pli, min. (kN/m)
Tensile Elongation, % min.
Tensile Strenght, psi, min. (kPa)
Restricted SubstanceCompliance
Chemical Resistance
Tolerance, %
10+-
10+-
PROPRIETYPROPRIETY TEST METHODTEST METHOD PRODUCTPRODUCT
PORON XRDPORON XRDproprietàproprietàIl Poron xrd ha il vantaggio di
poter essere combinato con altri materiali per migliorare le sue caratteristiche
Plastazoteevita il rischio di perforazione del Poron xrd
Microbanevita la proliferazione dei batteri
2 hours
16 hours
20 hours
24 hours
Il Poron xrd è un poliuretano micro cellulare capace di assorbire fino al 90% dell’ energia al momento dell’ impatto.
PORON XRDPORON XRDcomposizionecomposizione
Il Poron xrd è un poliuretano micro cellulare capace di assorbire fino al 90% dell’ energia al momento dell’ impatto.
In condizioni normali le molecole del poron sono libere e il materiale risulta quindi morbido e malleabile.
PORON XRDPORON XRDcomposizionecomposizione
Il Poron xrd è un poliuretano micro cellulare capace di assorbire fino al 90% dell’ energia al momento dell’ impatto.
In condizioni normali le molecole del poron sono libere e il materiale risulta quindi morbido e malleabile.
In caso di impatto le molecole “congelano” rendendo il materiale rigido.
PORON XRDPORON XRDcomposizionecomposizione
PORON XRDPORON XRDapplicazioniapplicazioni
attualiattuali
PORON XRDPORON XRDapplicazioniapplicazioni
futurefuture
I paraurti delle automobili potranno essere formati interamente o solo in parte da Poron xrd
Dispositivi medici di protezione potranno essere completamente costituiti da Poron xrd
DEFLEXIONDEFLEXIONcos’ècos’è
E’ un tessuto tridimensionale flessibile che si irrigidisce se sottoposto a sollecitazioni meccaniche.
E’ l’unica tecnologia per l’ assorbimento degli impatti strutturata come un materiale tessile.
DEFLEXIONDEFLEXIONcos’ècos’è
Deflexion si divide in due tipologie di prodotti
L’S-Range è ottimizzato per massimizzare la protezione dagli impatti offrendo flessibilità,
traspirabilità e libertà di movimento e funziona anche se è bagnato.
Il TP-Range è un materiale termoplastico unito a siliconi. Sottile, leggero e flessibile,
è disponibile solido e forato.
DEFLEXIONDEFLEXIONproprietàproprietà
Quando questo materiale subisce un colpo, l’ energia viene dispersa su tutta la superficie dal punto di contatto verso i bordi, riducendo così le forze trasmesse attraverso di esso.
Leggero
Morbido
Elastico
Traspirante
Lavabile
DEFLEXIONDEFLEXIONproprietàproprietà
Può essere tagliato e cucito direttamente all’ interno di indumenti.
Può essere utilizzato sia ad alte che a basse temperature.
DEFLEXIONDEFLEXIONproprietàproprietà
Typical Phisical CharacteristicsTypical Phisical Characteristics
Product
ColorColor Red
1,3
5
25
1,20
Open mesh network permits natural airflow
More than 50 washes
More than 25 washes
1,9
7
25
1,20
Red
Weight, kg/m2Weight, kg/m2
Thickness, mmThickness, mm
Roll lenght/mRoll lenght/m
Roll width/mRoll width/m
BreathabilityBreathability
Washability @ 40°CWashability @ 40°C
Washability @ 95°CWashability @ 95°C
S5-004 S7-005
DEFLEXIONDEFLEXIONproprietàproprietà
Product
Impact standard #layers
3 22 kN
29 kN
14 kN
1,4 kN
1
4
2
2 28 kN
24 kN
18 kN
1
3
Not recommended
Impact performance and product flexibility in the range of-20°C to + 40°C
Trasmitted Force
#layersTrasmitted
Force
S5-004 S7-005
Typical Impact PerformanceTypical Impact Performance
EN1621-1: 1998 MotorcycleEN1621-1: 1998 MotorcycleLimb StandardLimb Standard
EN1621-1: 1998EN1621-1: 1998modified to 20 joulesmodified to 20 joules
EN1621-2: 2003 MotorcycleEN1621-2: 2003 MotorcycleBackBackProtector StandardProtector Standard
EN13061: 2001 Soccer ShinEN13061: 2001 Soccer ShinGuard StandardGuard Standard
Temperature StabilityTemperature Stability
NORMAL CONDITION
flexible
DURING IMPACT
hardens instantly
AFTER IMPACT
immediately returnsto a flexible state
DEFLEXIONDEFLEXIONproprietàproprietà
Typical Phisical CharacteristicsTypical Phisical Characteristics
Product TP3-001
Gray
1,00 1,35
3,00
0,50
3,00
0,40
50 50
1,10 1,10 1,10 1,10
Holespermit
airflow
No holes-not
breathable
2,70 3,60
8,00
0,50
8,00
0,37
20 20
Holespermit
airflow
No holes-not
breathable
More than 25 washes
Gray Gray Gray
TP3-002 TP8-001 TP8-002
Color
Weight,kg/m2
Thickness,mm
Density,g/m3
Roll lenght/m
Roll width/m
Breathability
Washability@40°C
Il TP-Range si presenta in lastre intere o forate di colore grigio che in questo caso offrono una buona traspirabilità
DEFLEXIONDEFLEXIONproprietàproprietà
Typical Impact PerformanceTypical Impact Performance
Product
Impact Standard #layersTrasmitted
Force#layers
TrasmittedForce
#layersTrasmitted
Force#layers
TrasmittedForce
TP3-001
3
1
26 kN
29 kN
3
2
24 kN
19 kN
1
1
27 kN
13 kN
1
1
25 kN
12 kN
2 11 kN 2 13 kN
1 0,7 kN 1 0,7 kN
not recommended
not recommended
not recommended
not recommended
TP3-002 TP8-001 TP8-002
EN1621-1: 1998Motorcycle LimbStandard
EN1621-2: 2003Motorcycle BacckProtector Standard
EN13061: 2001Soccer Shin GuardStandard
EN1621-1: 1998Modified to 20 jouels
DEFLEXIONDEFLEXIONcomposizionecomposizione
S-RangeS-Range: Basata su tessili reticolari impregnati con polimeri di silicone
TP-Range: Costituita da polimeri di silicone combinati con polimeri termoplastici
DEFLEXIONDEFLEXIONapplicazioniapplicazioni
Abbigliamento sportivoAbbigliamento sportivo
DEFLEXIONDEFLEXIONapplicazioniapplicazioni
Bagagli e valigieBagagli e valigie
Dispositivi elettroniciDispositivi elettronici
DEFLEXIONDEFLEXIONapplicazioniapplicazioni
Applicazioni futureApplicazioni future
Tessuti sottili, leggeri e facilmente trasportabili per proteggere oggetti molto fragili
Sostituire o migliorare materiali e tecniche già presenti nel settore medico-sanitario
Sitema di assorbimento degli impatti nato in Germania nel 2003 ed in continua evoluzione
SAS-TECSAS-TECcos’ècos’è
Resistente ad impattimultipli
Memoria di forma
Assorbe più del 50%dell’energia ricevuta inseguito ad un colpo
Vita utile stimata di10/15 anni
Resistente alle altetemperature
Lavabile
SAS-TECSAS-TECproprietàproprietà
Leggero
Morbido
Flessibile
Malleabile
SAS-TECSAS-TECproprietàproprietà
SAS-TECSAS-TECcomposizionecomposizione
Il Sas-Tec è formato da materiale viscoelastico
Quando riceve un colpo le molecole congelano e distribuiscono l’ energia sulla superficie
In parte composto da materiali riciclati
Sas-Tec opera soprattutto nel campo delle protezioni per motociclisti, collaborando con importanti aziende del settore
SAS-TECSAS-TECapplicazioniapplicazioni
SORBOTHANESORBOTHANEcos’ècos’è
E’ il primo polimero viscoelastico
Creato nel 1982
Utilizzato dalla NASA
SORBOTHANESORBOTHANEproprietàproprietà
Assorbe il 90% dell’energia ricevuta in seguito ad un colpo
Assorbe le vibrazioni
Fonoisolante
Morbido
Flessibile
SORBOTHANESORBOTHANEproprietàproprietà
Material Properties of SorbotheneMaterial Properties of Sorbothene
PropertyProperty Durometer (Shore 00)Durometer (Shore 00) UnitsUnits NotesNotes
Tensile Strenght at break
30
83,39
582
17,86
36,28
54,88
6,4
86,1
43,62
3,3
85,5
1,372
-38,7°
V2
-20° to+160°
15,8
122,61
568
25,47
54,86
80.13
12,0
105,0
48,73
2,6
85,0
1,364
-37,4°
570°
750°
V2
-20° to+160°
10,4
2,86
206,06 psi ASTM D412 92
ASTM D412 92
ASTM D412 92
ASTM D412 92
ASTM D412 92
ASTM D575 91
ASTM D575 91
ASTM D624 91 Die C
ASTM D1894 on polished steel
ASTM D1894 on polished steel
ASTM D792
ASTM D792
ASTM E1640 94 by peak Tangent Delta
Underwriters Laboratory 94 compatibility
Reduced strenght and damping up to 200”F. Incresed spring rate down to glasstransition temperature
psi
psi
psi
psi
psi
lb/inch
gPa
F
F
F
C
lb/ft3
%399
66,18
127,02
165,95
30,0
232,0
65,26
2,5
84,9
1,363
-34,7°
V2
-20° to+160°
4,1
50 70
Elongation at break
Tensile Elastic Stress at100% Strain
Tensile Elastic Stress at200% Strain
Tensile Elastic Stress at300% Strain
Compressive Stress at20% Strain
Compressive Stress at50% Strain
Tear Strenght
Bulk Modulus
Static Coefficient ofFriction
Kinetic Coefficient ofFriction
Density
Specific Gravity
Optimum PerformanceTemperature Range
Glass Transition
Flash IgnitionFlammability
Self Ignition Flammability
Flammability Rating withFlame Retardant Added
SORBOTHANESORBOTHANEcomposizionecomposizione
Il Sorbothane è un polimero visco-elastico
E’ un polimero reticolato
Ha propietà sia di materiali liquidi (soluzioni viscose), sia di materiali solidi (materiali elastici)
E’ un materiale termoindurente a base di poliuretano
SORBOTHANESORBOTHANEapplicazioniapplicazioni
AKTONAKTONcos’ècos’è
Polimero viscoelastico presente sul mercato da quasi cinquant’anni costituito da gomma vulcanizzata.
Originariamente progettato per il trattamento e la prevenzione delle ulcere da decubito.
AKTONAKTONproprietàproprietà
Assorbe i colpi
Attenua le vibrazioni
Resiste a carichi molto elevati
Ipoallergenico
Utilizzabile sia ad alte che a basse temperature
Non consente la proliferazione dei batteri
Impermeabile
Distribuisce uniformemente il peso su tutta la superficie
I dati delle tabelle e i risultati dei test condotti mettono in luce le proprietà di Akton di assorbire gli shock, mantenere la propria forma, la sua elasticità che lo rendono un materiale adatto per molte applicazioni. AKTONAKTON
proprietàproprietà
ASTM D 412-98a Rubber Properties in Tension
Sample No. 100% Modulus(PSI)
200% Modulus(PSI)
300% Modulus(PSI)
Peak Tensile(PSI)
Ultimate Elongation(%)
Shore A Hardness(pts)
1 2.6 3.2 4.8 16.9 959.1 N/A
1060.3
1030.0
1030.0
22.7
18.4
18.4
5.3
5.3
5.6
4.0
3.9
3.9
3.1
2.6
2.6
2
3
Median
Peak Force2201 lbs.
Re
co
il Fo
rce
Time
4milliseconds
NO PADS
Peak Force1663 lbs.
LEADING COMPETITOR PAD
4 1/2milliseconds
Peak Force941 lbs.
AKTON PAD
3millisec.
Sample No. Lbs. per Square Inch
1 0.66
0.63
0.63
0.63
2
3
Median
ASTM D 575-91 (96)Compression Deflection,Method A 25% Deflection
Sample No. Lbs. per Square Inch
1 0
0
0
0
2
3
Median
ASTM D 395-97Compression Set, 22hrs @ 25%Compression Room Temperature
Sample No. Tear Strength, Lbs/In.
1 3.4
3.5
2.7
3.4
2
3
Median
ASTM D 624-98Compression Set, 22hrs @ 25%Compression Room Temperature
AKTONAKTONproprietàproprietà
Di colore giallo
Traslucido
Morbido al tatto
Elastico
AKTONcomposizionecomposizione
L’Akton è un materiale fisicamente definito “Polimero viscoelastico asciutto di poliuretano” ed è un materiale solido, mono-molecolare.
La superficie del materiale è formata da un sottilissimo film elastico, molto simile alla pelle umana.
AKTONAKTONapplicazioniapplicazioni
Le applicazioni principali del materiale sono nel settore medico ma viene utilizzato anche in altri ambiti.
Alcuni esempi sono le selle delle motociclette o i rivestimenti per i fucili da caccia per attutire colpi e vibrazioni.
AKTONAKTONapplicazioniapplicazioni
In futuro potrebbe trovare applicazioni in tutte quelle situazioni dove è necessaria una protezione soprattutto da carichi elevati e per tempi prolungati, mantenendocondizioni igienicheadeguate.
CONCLUSIONICONCLUSIONI
19821982
20052005
2005-20102005-2010
CONCLUSIONICONCLUSIONIconfronticonfronti
CONCLUSIONICONCLUSIONIconfronticonfronti
D3oD3o Poron xrd Deflexion S-Range Deflexion TP-Range
CONCLUSIONICONCLUSIONIconfronticonfronti
D3oD3o Poron xrd Deflexion S-Range Deflexion TP-Range
CONCLUSIONICONCLUSIONIconfronticonfronti
Poron xrdPoron xrd Competitor A Competitor B Competitor C
CONCLUSIONICONCLUSIONIconfronticonfronti
Poron xrdPoron xrd Competitor A Competitor B Competitor C