滑雪护具D3O/VPD/Poron三种高科技缓冲吸能材料浅析

魏晓楠

2014-11-22

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滑雪护具常用的材料有哪些？D3O、VPD、Poron作为高科技缓冲材料有哪些特点，小编带您了解一下这三类高科技材料。

通常我们最常见的吸能缓冲材料就是EVA，或者叫做EVA发泡棉，全称是聚乙烯醋酸酯（ethylene vinyl acetate），有各种密度和配方可以选择。这种材料比较柔软，很容易被压缩或者扭曲变形，一些厂家引进了更先进的材料，来提高舒适度，减轻重量，增加冲击能的吸收。我们常见的材料有D3O，VPD和Poron。

滑雪护具之D3O-智能分子材料

注意是字母“O”不是数字“0”，以前写过一些D3O的材料的文章，D3O材料由英国工程师理查德·帕尔默发明，属于“膨胀性泡沫”材料的类别，是由一种由“智能分子”组成(粘胶液和一种聚合物化合而成)的抗冲击单一材料,可在不同的重力冲击下呈现出来两种机械似的状态(坚硬与柔软)。D3O 材料在常态下保持松弛的状态，柔软而具有弹性，一旦遭到剧烈撞击或挤压的时候，分子间立刻相互锁定，迅速收紧变硬从而消化外力，形成一层防护层，当外力消失后，材料会回复到它最初的松弛软弹状态。它可以在纳米秒时内在不同的冲击情况作出不同的反应。在抵抗相同的冲击力下，D3O的厚度是高密度海绵厚度的 1/25。由于D3O材料的这些特性，被广泛应用于运动装备和户外服装上。使用它制成的护具相比于传统的来说轻巧许多而且与防护部位贴合感很好又不影响人体运动。它是能将自由活动与碰撞打击保护结合在一起的一种很理想的材料，也被称为“软铠甲”。D3O是一种“智能”分子构成的复合减震材料，平时常温常压下呈现一种柔软的胶态稀泥状的粘性形态，经过配方改造还可以失去粘性成为稳定的柔软的固态。一旦受到冲击，能够迅速吸收冲击能后复合僵化变硬，然后逐渐释放恢复原态，各个厂家的D3O配方不尽相同，所以常态的硬度也不太一样。最早应用在2006年的冬奥会上，美国队和加拿大队的护甲最先开始使用D3O材料。D3O会受到温度的影响，D3O的保持性能的有效温度范围是：零下4度~零上122度。在这个温度范围之外的，温度过低，D3O材质会变砖变脆，温度过高，会变泥变稀。D3O还有使用寿命，通常寿命是2~3年左右，取决于使用的场景比如冲击率，压力以及使用环境，在正常的压力范围，正常的温度内锁紧释放次数是大概能到10万次左右，极端压力情况下会影响完全恢复，如果超过这个限度，根据保养和存储的情况，材质会逐渐老化失去效应。

滑雪护具之VPD-团状粘性聚合物

全称团状粘性聚合物（Visco-Elastic Polymer Dough），是瑞典POC公司独立开发的一种装甲防护材料。感觉就像面团一样，具有高阻尼性，受到冲击立即变硬吸收大部分的冲击能量，属于压缩形变，这点与D3O不同，D3O是分子间的锁紧，形变很少（这点通过看原态D3O测试的视频就很清晰，D3O受到快速猛烈的冲击时很少形变而是维持原来形状马上僵化，也就是说猛敲上去和敲硬物感觉一样，冲击立即被吸收，形状却不变，只有缓慢的挤压时才能变形收缩，而VPD则是迅速收缩变硬，但形变率很小，想象一下面团，这两种物质表面效果看起来很像，但实质是不同的，D3O的反应更迅速）。可以满足摩托车防护的标准（CE1621）。VPD 2.0是POC作为防弹背心的材料之一，除了抗冲击，还有防撕裂的能力。VPD柔软舒适，重量轻，强度好，但POC也不建议长期暴露在寒冷的条件下。 VPD比D3O耐老化，使用的时间更长。但没有D3O的吸能效应高，压缩反应没有D3O的分子级的锁紧反应快，吸收冲击力的感觉没有D3O更安全舒适，震动和冲击都要更强烈一些，而D3O则防护性和耐冲击的感觉更好，科技含量也更高。但没有VPD耐用抗老化，VPD则没有这些问题，所以D3O可以见到有专门的垫片替换，而VPD一般都是全封闭的，不用替换。

滑雪护具之Poron-高性能高密度聚氨酯泡棉

Poron：Poron是一种高性能高密度聚氨酯泡棉，由美国Rogers公司开发，通常称为高密度海绵。Poron呈现一种高密度，微细而均匀的细胞状结构，具有高密封性，高能量吸收性，高缓冲性，无污染，高阻燃，高压缩还原性等特点，根据实际应用的需要，分为很多种不同的密度和硬度，应用范围很广，价格也较VPD，D3O便宜很多，是我们在护具里常见的材料。Poron还有特性就是非常的耐用，不易老化，而且没有太严格的使用环境的限制，没有D3O 或者VPD那样对环境温度的要求。其中Poron XRD材料降低了重量，提高了吸能率，因此广泛应用在各类护具中作为缓冲吸能垫。Poron的密度大，相同防护效果下，要比VPD和D3O用的材料需求要厚很多倍，因此Poron的吸能效果不如VPD和D3O，但价格较低，应用面广，性价比非常高，效果也不错，因此很多中高端的护具也都大量采用了这种材料，但通常都是复合多层的形式，前面辅以硅胶，ABS硬壳，或者不同密度的EVA，以及不同结构的EVA以及各种材料的蜂窝或多孔结构来构成更复杂防护系统，而单纯的只采用Poron的材料，则很难达到很高的防护效果，或者无法控制重量和厚度，从而影响灵活的佩带。

目前很多滑雪装备都运用上述材料，比如DEOMON的滑雪护具

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