معهد المواد غير المعدنية: تحليل مقارن لمقاومة الطعن للمواد عالية الأداء المصنوعة من الألياف/الراتنج وفقًا للمعايير المحلية والدولية

مقارنة مقاومة الطعن للمواد عالية الأداء المصنوعة من الألياف/الراتنج وفقًا للمعايير المحلية والدولية

خلاصة: تتناول هذه الورقة البحثية الاختلافات في مقاومة الطعن بين مختلف المواد عالية الأداء المصنوعة من الألياف/الراتنج، وذلك بمقارنة نتائج الاختبارات التي أُجريت وفقًا للمعيار الصيني *GA 68-2024 سترات الشرطة المقاومة للطعن* والمعيار الأمريكي *NIJ 0115.00-2000 مقاومة الطعن للدروع الواقية الشخصية*. كما تحلل خصائص معايير التقييم ومتطلبات أداء المواد المحددة التي تؤكد عليها هذه المعايير المحلية والدولية. وقد تم تقييم مقاومة الطعن بحساب عدد الطبقات والكثافة السطحية للمواد اللازمة لتحقيق مستويات حماية محددة. وتشير النتائج إلى أنه بالنسبة للمواد عالية الأداء المصنوعة من الألياف/الراتنج، تتحسن مقاومة الطعن مع زيادة قوة الألياف عندما يكون محتوى الراتنج متقاربًا، وتتحسن مع زيادة محتوى الراتنج عندما تكون قوة الألياف متقاربة. ويتطلب استيفاء متطلبات الفئة (أ) من معيار GA 68 أكثر من ضعف كمية المواد المطلوبة للفئة (ب)، كما أن شفرة D2 في معيار GA 68 أقوى من شفرة D3. وفقًا لمعيار NIJ 0115.00، تُعتبر شفرة S1 أقل فعالية نسبيًا؛ بينما تتطلب شفرة P1 قوة ألياف عالية، في حين تتطلب شفرة السنبلة محتوى راتنج عاليًا. وتؤثر درجات الحرارة المرتفعة بشكل كبير على المواد المقاومة للطعن المصنوعة من الراتنج؛ لذا، تُعد مقاومة الطعن في درجات الحرارة المرتفعة عنصرًا أساسيًا عند اختبار العينات وفقًا لمعيار GA 68.

الكلمات المفتاحية: مقاومة للطعن؛ ألياف عالية الأداء؛ معيار مقاومة الطعن؛ مادة مقاومة للطعن؛ الكثافة السطحية

تطورت المواد المقاومة للطعن المستخدمة في صناعة الدروع الواقية للبدن عبر ثلاث مراحل: المواد الصلبة، والمواد شبه الصلبة، والمواد اللينة. وتُعدّ المواد اللينة المقاومة للطعن، الشائعة الاستخدام محلياً ودولياً، مركبات عالية الأداء مصنوعة من الألياف والراتنج. وقد تفوقت السترات المقاومة للطعن المصنوعة من هذه المواد على نظيراتها الصلبة وشبه الصلبة، نظراً لراحة ارتدائها الفائقة وانخفاض خطر التسبب في إصابات ثانوية [1-7].

ألياف الأراميد (بما في ذلك بارا-أراميد والأراميد غير المتجانس)، بولي (بارا-فينيلين بنزوبيسوكسازول) ألياف (PBO) البولي إيثيلين ذو الوزن الجزيئي العالي للغاية ألياف (UHMW-PE) ، و ألياف الكربون تُعدّ ألياف البولي إيثيلين فائق الوزن الجزيئي (UHMW-PE) حاليًا الألياف الأساسية عالية الأداء. تتميز هذه الألياف بقطبية سطحية منخفضة، بينما تتميز الراتنجات المقوية المستخدمة في تشريبها بقطبية سطحية عالية؛ ويؤدي هذا التباين إلى ضعف الترابط بين الأسطح، مما يجعل ألياف UHMW-PE غير مناسبة لتصنيع المواد المقاومة للطعن القائمة على الراتنج [8-10]. على الرغم من أن ألياف الكربون توفر قوة شد ومعامل مرونة عاليين، إلا أن مقاومتها المنخفضة للكسر تحدّ من امتصاص الطاقة، ونادرًا ما تُستخدم منفردةً في التطبيقات الوقائية. ونتيجةً لذلك، تُعدّ الألياف العطرية، مثل الأراميد وPBO، هي الألياف عالية الأداء السائدة المستخدمة في المواد المقاومة للطعن القائمة على الراتنج [11-14].

لتقييم مقاومة المواد الواقية للطعن، وضعت دول مثل الولايات المتحدة والمملكة المتحدة وألمانيا معايير خاصة بالدروع الواقية من الطعن. ويُعدّ معيار "مقاومة الطعن للدروع الواقية الشخصية" (NIJ Standard 0115.00-2000)، الصادر عن المعهد الوطني للعدالة (NIJ) التابع لوزارة العدل الأمريكية، المعيار الأكثر تأثيرًا، وهو معتمد على نطاق واسع عالميًا. كما وضعت بلادي معيارها الخاص للدروع الواقية من الطعن، وهو "GA 68-2024 دروع الشرطة الواقية من الطعن"، الصادر عن وزارة الأمن العام.

تقدم هذه الورقة مقارنة وتقييمًا منهجيًا لأداء مقاومة الطعن لمواد الألياف/الراتنج المركبة عالية الأداء هذه، وذلك وفقًا للمعايير الصينية والأمريكية. علاوة على ذلك، تحلل الورقة خصائص ونقاط التركيز في المعايير المحلية والدولية فيما يتعلق بأساليب الاختبار، ومعايير التقييم، ومتطلبات أداء المواد.

1. القسم التجريبي

1.1 المواد الخام الرئيسية
نسيج ألياف البارا-أراميد ذو القوة القياسية: TH5108 (قوة شد الألياف: 21.5 سنتي نيوتن/ديستكس)، مصنوع ذاتيًا؛
نسيج ألياف بارا-أراميد عالي القوة: TH61081 (قوة شد الألياف: 23.5 سنتي نيوتن/ديستكس)، صنع ذاتي؛
نسيج ألياف الأراميد غير المتجانسة: F-3P200 (قوة شد الألياف: 28 سنتي نيوتن/ديستكس)، صنع ذاتي؛
نسيج ألياف PBO: JQZW SP200-1100 (قوة شد الألياف: 28 سنتي نيوتن/ديتكس)، صنع ذاتي؛
راتنج الإيبوكسي والأمين الأليفاتي المعدل: صنع ذاتي.

1.2 الأدوات والمعدات الرئيسية
جهاز اختبار مقاومة الطعن GA68: MPFCT-2000، شركة شنغهاي شينغهي لتكنولوجيا النسيج المحدودة؛
جهاز اختبار مقاومة الطعن NIJ: AQJL-300، شركة شنغهاي شينغهي لتكنولوجيا النسيج المحدودة؛
شفرات اختبار GA68: D1، D2، D3، شركة شنغهاي شينغهي لتكنولوجيا النسيج المحدودة؛
شفرات اختبار NIJ: P1، S1، Spike، شركة Shanghai Shenghe Textile Technology Co., Ltd.

1.3 تحضير العينة
نظراً لاختلاف التوافق بين مختلف الألياف عالية الأداء وراتنج الإيبوكسي، تحدث اختلافات طفيفة في الكثافة السطحية للمواد المقاومة للطعن بعد طلاء الراتنج ومعالجته، حتى عندما تكون الكثافة السطحية الأولية للنسيج متطابقة [15-18]. ولضمان صحة نتائج الاختبار ودقتها العلمية، تم اختيار أربعة أنواع من أقمشة الألياف عالية الأداء - بارا-أراميد قياسي القوة، وبارا-أراميد عالي القوة، وأراميد غير متجانس الحلقات، وPBO - جميعها بكثافة سطحية تبلغ 200 غ/م².

تم تحضير المواد المقاومة للطعن باستخدام عملية طلاء يدوية بالراتنج. قُطعت عدة عينات بأبعاد 350 مم × 300 مم من الأنواع الأربعة المذكورة سابقًا من أقمشة الألياف عالية الأداء. طُبّق راتنج الإيبوكسي على جانبي الأقمشة باستخدام مكشطة، ثم خضعت لمعالجة لاحقة في جهاز تعقيم بالبخار عند درجة حرارة 120 درجة مئوية وضغط تشكيل 0.3 ميجا باسكال لمدة 4 ساعات. وبذلك، تم تحضير ستة أنواع من المواد المركبة المقاومة للطعن عالية الأداء والمكونة من ألياف/مصفوفة راتنجية. من بينها، استخدمت العينات من 1 إلى 3 نفس نوع الألياف - نسيج ألياف بارا-أراميد ذو قوة قياسية - ولكنها تميزت بزيادة تدريجية في محتوى الراتنج؛ بينما استخدمت العينات من 3 إلى 6 أنواعًا مختلفة من الألياف ولكن بمحتوى راتنج متقارب. ترد المعايير الأساسية لعينات المواد المقاومة للطعن في الجدول 1. ولتحضير طبقات المواد المقاومة للطعن للاختبار، رُصّت المواد وغُطّيت بنسيج أسود مقاوم للماء؛ وقد حمى هذا الغطاء المواد بفعالية من الضوء والرطوبة والملوثات، مما يضمن دقة الاختبار. تشير قيم الكثافة السطحية التي تم الإبلاغ عنها للعينات في الاختبارات اللاحقة إلى المادة المقاومة للطعن نفسها، باستثناء النسيج المقاوم للماء.


1.4 الاختبار والتحليل
تم اختبار عينات الطبقة المقاومة للطعن وفقًا لمعياري GA 68 و NIJ 0115.00؛ ويُقدّم الجدول 2 مقارنة بين هذين المعيارين. يتألف معيار GA 68 من مستويين - الفئة أ والفئة ب - ويتطلب كلاهما طاقة ثقب تبلغ 24 جول مع منع الاختراق أثناء الاختبار. الفئة أ مُخصصة للبيئات العامة وتتضمن نوعًا واحدًا فقط من الشفرات. أما الفئة ب فهي مُصممة خصيصًا لبيئات الطيران، حيث يكون احتمال مواجهة شفرات حادة للغاية ضئيلاً؛ وبالتالي، يتم تخفيض مواصفات حدة الشفرات D2 و D3 في الفئة ب.


ملحوظة: يمثل E1 و E2 مستويين من مستويات الطاقة لاختبار مقاومة الطعن في NIJ 0115.00.

ينقسم معيار NIJ 0115.00 إلى ثلاثة مستويات حماية. يتطلب كل مستوى اجتياز اختبارات باستخدام ثلاثة أنواع من الشفرات (شفرة P1، شفرة S1، وشوكة). علاوة على ذلك، يتضمن كل مستوى مستويين من الطاقة: الحد الأقصى المسموح به للاختراق هو 7 مم لاختبارات الطاقة المنخفضة و20 مم لاختبارات الطاقة العالية.

تتشابه بنية ومبادئ تشغيل معدات الاختبار الخاصة بالمعيارين GA 68 و NIJ 0115.00؛ يوضح الشكل 1 مخططًا لمعدات اختبار مقاومة الطعن، بينما يوضح الشكل 2 شفرات الاختبار. توضع طبقة مقاومة الطعن على المادة الداعمة على منصة الاختبار. تخترق شفرة الاختبار، المثبتة على وحدة الاختبار، طبقة مقاومة الطعن عن طريق السقوط الحر. تقيس منطقة قياس السرعة سرعة سقوط الشفرة الحر لحساب طاقة الاختبار؛ ويُعتبر الاختبار صالحًا إذا كانت الطاقة مطابقة لمتطلبات المعيار.

2. النتائج والمناقشة

2.1 مقارنة أداء مقاومة الطعن لمواد مختلفة وفقًا لمعايير مختلفة
أُجريت اختبارات مقاومة الطعن على المواد الست المذكورة في الجدول 1 في ظروف درجة حرارة الغرفة. تم اختبار خمس مجموعات من العينات لكل تكوين، وتمثل النتائج متوسط ​​هذه المجموعات الخمس. عند مستوى حماية معين، تُظهر المادة التي تتطلب طبقات أقل - وبالتالي كثافة سطحية إجمالية أقل - أداءً أفضل في مقاومة الطعن؛ وعلى العكس، تُظهر المادة التي تتطلب طبقات أكثر - وبالتالي كثافة سطحية إجمالية أعلى - أداءً أقل. يقارن الجدول 3 أداء مقاومة الطعن للمواد المختلفة وفقًا للمعايير المتنوعة. بالنسبة للمعيار GA 68 من الفئتين A وB، كانت طاقة الاختبار 24 جول. أما بالنسبة للمعيار NIJ 0115.00 من المستويات الأول والثاني والثالث، فقد أُجريت الاختبارات عند مستويي الطاقة E1 وE2 المقابلين كما هو مطلوب في المعيار؛ والنتيجة المذكورة هي أقصى كثافة سطحية مطلوبة لتلبية كلا مستويي الطاقة في آن واحد.
كما هو موضح في الجدول 3: (1) في ظل نفس مستوى معايير مقاومة الطعن، من بين المواد 3# و4# و5# و6# (التي تحتوي على نسب متقاربة من الراتنج)، تتميز المادة 6# PBO بأقل كثافة سطحية، بينما تتميز المادة 3# بارا-أراميد بأعلى كثافة سطحية؛ وبالتالي، تُظهر المادة 6# PBO أفضل مقاومة للطعن. يشير هذا إلى أنه بالنسبة للمواد المقاومة للطعن القائمة على الراتنج والتي تحتوي على نفس نسبة الراتنج، فإن زيادة قوة الألياف تؤدي إلى مقاومة أفضل للطعن. (2) في ظل نفس مستوى المعيار وباستخدام نفس نوع نسيج الألياف، تزداد الكثافة السطحية للمواد 1# و2# و3# تدريجيًا. يشير هذا إلى أنه بالنسبة للمواد القائمة على الراتنج والتي تستخدم نفس الألياف، فإن زيادة نسبة الراتنج تؤدي إلى مقاومة أفضل للطعن. (3) على الرغم من أن كلا اختباري GA 68 من الفئة A والفئة B يتضمنان الطعن بطاقة 24 جول، إلا أن حدة الشفرات تختلف، حيث تكون شفرة الفئة B أقل فعالية. تزيد الكثافة السطحية المطلوبة للحماية من شفرة الفئة (أ) عن ضعف تلك المطلوبة للحماية من شفرة الفئة (ب)، مما يدل على أن شفرة الفئة (ب) في معيار GA 68 تتمتع بأقل من نصف قوة شفرة الفئة (أ). أما في معيار NIJ 0115.00، فتزداد طاقة الطعن عبر المستويات الثلاثة؛ وبالتالي، يزداد عدد الطبقات والكثافة السطحية للمادة اللازمة لتوفير الحماية تدريجيًا. (4) تتشابه الكثافات السطحية المطلوبة للحماية من الفئة (أ) في معيار GA 68 والمستوى الأول في معيار NIJ 0115.00؛ إذ يتضمن اختبار الفئة (أ) في معيار GA 68 طاقة قدرها 24 جول مع عدم السماح بأي اختراق، بينما يتضمن معيار NIJ 0115.00 طاقة قدرها 24 جول لمستوى الطاقة المنخفضة (مع السماح باختراق 7 مم) و33 جول لمستوى الطاقة العالية (مع السماح باختراق 20 مم)، مما يعني أن هذين المستويين من الحماية يفرضان متطلبات متقاربة على المواد المقاومة للطعن المصنوعة من الراتنج.

2.2 مقارنة مقاومة الطعن لمواد مختلفة ضد شفرات اختبار متنوعة
تمّ التحقق من مدى خطورة التهديد الذي تُشكّله أنواع مختلفة من الشفرات - اثنتان من معيار GA 68 الفئة B وثلاث من معيار NIJ 0115.00 - عند مستويات طاقة متكافئة. عند تقييم ما إذا كانت مادة ما تستوفي معايير مقاومة الطعن، فإنّ أقوى شفرة مُحدّدة في المعيار هي عادةً العامل الحاسم؛ فإذا استطاعت عينة ما تحمّل أقوى شفرة، يُمكن الاستدلال على أنّها تستوفي معيار مستوى الحماية هذا. ولأنّ الشفرات المختلفة تفرض متطلبات مُتباينة على المادة، فإنّ تحليل اختلافات الأداء بين الشفرات المختلفة يكشف عن الخصائص المُحدّدة للمادة. تمّ اختبار مواد مُختلفة مُقاومة للطعن مُقارنةً بشفرتي GA 68 الفئة B وثلاث شفرات NIJ 0115.00. يُبيّن الجدول 4 عدد طبقات المادة والكثافة السطحية المطلوبة للمواد لتلبية معايير GA 68 الفئة B وNIJ 0115.00 المستوى الأول المُقابلة.


كما هو موضح في الجدول 4: (1) فيما يتعلق بشفرتي GA 68 من الفئة B المستخدمتين في المواد المقاومة للطعن عالية الأداء ذات المصفوفة الراتنجية المقواة بالألياف، فإن الدفاع ضد شفرة D3 يتطلب كمية أكبر من المواد مقارنةً بالدفاع ضد شفرة D2، مما يشير إلى أن شفرة D3 تشكل تهديدًا أكبر. وبالتالي، خلال اختبارات مقاومة الطعن الأولية، إذا استطاعت مادة ذات كثافة سطحية محددة تحمل شفرة D2، فيمكن الاستنتاج عمومًا أن هذه المادة - عند تلك الكثافة السطحية - قادرة على اجتياز اختبار GA 68 من الفئة B. (2) عبر مستويات NIJ 0115.00 الثلاثة، تكون الكثافة السطحية المطلوبة لاختبارات الطاقة العالية (التي تسمح باختراق 20 مم) أعلى باستمرار من تلك المطلوبة لاختبارات الطاقة المنخفضة (التي تسمح باختراق 7 مم). لذلك، خلال الاختبارات الأولية، إذا استطاعت مادة ذات كثافة سطحية محددة تحمل اختبار الطاقة العالية لمستوى معين من معيار NIJ 0115.00، يُمكن تحديد أن المادة تستوفي المعيار لهذا المستوى، مما يُغني عن الحاجة إلى اختبارات طاقة منخفضة إضافية عند المستوى نفسه. (3) من بين أنواع الشفرات الثلاثة المحددة في معيار NIJ 0115.00، تتطلب شفرة S1 أقل كثافة سطحية لمادة مقاومة للطعن ذات مصفوفة راتنجية مُدعمة بألياف عالية الأداء للحماية، مما يُشير إلى أن شفرة S1 هي الأقل خطورة. تُشابه شفرة P1 في معيار NIJ 0115.00 شفرة D1 في معايير الأمن العام المحلية؛ فهي تتميز بشفرة طويلة وعريضة نسبيًا، وتُمارس تأثير قص أقوى على المادة أثناء الاختراق، وتفرض متطلبات أعلى على الخصائص الميكانيكية للألياف. وبالتالي، تُوفر المواد ذات قوة الألياف الأعلى حماية فائقة ضد شفرة P1. من بين العينات رقم 3 و4 و5 و6 - التي تتشابه في محتواها من الراتنج - تُظهر العينة رقم 6 أفضل الخصائص الميكانيكية، وبالتالي تتطلب كثافة سطحية أقل للحماية من شفرة P1. تتميز شفرة "الشوكة" في معيار NIJ 0115.00 بأنها حادة ورفيعة؛ عند تعرضها لصدمة هبوطية عالية السرعة، تنزلق بسهولة متجاوزة قيود الألياف، مما يقلل من قص حزم الألياف ويفشل في تبديد الطاقة الحركية للشفرة بشكل فعال، الأمر الذي يسمح لها بمواصلة الاختراق إلى الأسفل. لذلك، عند الدفاع ضد هذا النوع من الشفرات، يصبح محتوى الراتنج وصلابته في المادة عاملين حاسمين. من بين العينات رقم 1 و2 و3 - التي تستخدم نفس نوع الألياف ولكنها تختلف في محتوى الراتنج - تُظهر العينة رقم 3 ميزة أكثر وضوحًا في الحماية من شفرة الشوكة مقارنةً بأنواع الشفرات الأخرى. علاوة على ذلك، يوضح الجدول 4 أنه بالنسبة للعينات رقم 3 و4 و5 و6 - والتي تختلف في قوة الألياف ولكنها تحتوي على محتوى راتنجي مماثل - لا يوجد فرق كبير في الحماية من الشفرة المدببة، مما يؤكد بشكل أكبر أن الشفرة المدببة تفرض متطلبات أعلى على محتوى الراتنج للمواد المقاومة للطعن.

2.3 مقارنة مقاومة الطعن لمواد مختلفة في ظل ظروف بيئية متنوعة
يُقدّم معيار مقاومة الطعن في بلدي، GA 68، مواصفات تفصيلية بشأن مدى ملاءمة السترات الواقية من الطعن للظروف البيئية المختلفة، ويشمل ذلك ثلاث حالات: درجات الحرارة المرتفعة، ودرجات الحرارة المنخفضة، والغمر في الماء. يتضمن اختبار درجات الحرارة المرتفعة تهيئة العينة عند درجة حرارة (55 ± 2) درجة مئوية لمدة 4 ساعات قبل اختبار الطعن؛ بينما يتضمن اختبار درجات الحرارة المنخفضة تهيئة العينة عند درجة حرارة (-20 ± 2) درجة مئوية لمدة 4 ساعات؛ أما اختبار الغمر في الماء فيتضمن نقع عينة الطبقة المقاومة للطعن في الماء لمدة 30 دقيقة قبل إخراجها لإجراء اختبار الطعن. يوضح الجدول 5 عدد الطبقات والكثافة السطحية المطلوبة لمختلف المواد المقاومة للطعن عند اختبارها في ظل ظروف بيئية مختلفة.
كما هو موضح في الجدول 5، تتطلب المواد المقاومة للطعن عالية الأداء المصنوعة من الألياف/مصفوفة الراتنج كثافة سطحية أعلى في درجات الحرارة المرتفعة. في المقابل، يبقى عدد الطبقات والكثافة السطحية المطلوبة ثابتين تقريبًا في ظروف الغمر في الماء ودرجة الحرارة المحيطة. علاوة على ذلك، يتطلب الأمر أقل عدد من الطبقات وأقل كثافة سطحية في درجات الحرارة المنخفضة. ويعود ذلك إلى انخفاض صلابة الراتنج عند درجات الحرارة المرتفعة، حيث تُعد الصلابة عاملًا رئيسيًا يؤثر على أداء مقاومة الطعن لهذه المواد. يؤدي انخفاض الصلابة إلى إضعاف قدرة الطبقة المقاومة للطعن على تبلد طرف النصل، مما يقلل من أداء مقاومة الطعن. في المقابل، تزداد صلابة الراتنج في بيئات درجات الحرارة المنخفضة، مما ينتج عنه أداء أفضل لمقاومة الطعن لهذه المواد. تشير نتائج اختبارات الغمر في الماء إلى أنه عند تصنيع سترات مقاومة للطعن، شريطة أن يفي النسيج المقاوم للماء الذي يغلف المادة المقاومة للطعن بمعايير الجودة، فإن مقاومة المادة للثقب تبقى دون تغيير عند غمرها في الماء. ينبغي أن تعطي الاختبارات الأولية للمواد المقاومة للثقب الأولوية لتقييم الأداء في ظل ظروف درجات الحرارة العالية.

3. الاستنتاجات

(1) بالنسبة للمواد المقاومة للثقب ذات الأداء العالي المصنوعة من الألياف/مصفوفة الراتنج، عندما يكون محتوى الراتنج متطابقًا أو مشابهًا، فإن قوة الألياف الأعلى تؤدي إلى مقاومة ثقب فائقة؛ وعلى العكس من ذلك، عندما تكون قوة الألياف ثابتة، فإن محتوى الراتنج الأعلى يؤدي إلى مقاومة ثقب أفضل.

(2) تزيد الكثافة السطحية لمواد المصفوفة الراتنجية عالية الأداء المطلوبة لتحقيق معيار مقاومة الثقب من الفئة (أ) في معيار GA 68 بأكثر من الضعف عن تلك المطلوبة للفئة (ب). توجد علاقة طردية بين المواد والكثافات السطحية المطلوبة لتحقيق مستويات الحماية الثلاثة لمعيار NIJ 0115.00 الأمريكي، حيث يكون التصدي للتهديدات ذات الطاقة العالية في مستوى معين أصعب من التصدي للتهديدات ذات الطاقة المنخفضة في المستوى نفسه. وتُقارن مقاومة الثقب في الفئة (أ) من معيار GA 68 بمقاومة الثقب في المستوى الأول من معيار NIJ 0115.00.

(3) فيما يتعلق بالمواد المقاومة للثقب عالية الأداء المصنوعة من الألياف/مصفوفة الراتنج، فإن شفرة D2 المحددة في GA 68 أقل فعالية من شفرة D3. ومن بين شفرات NIJ 0115.00، تُعد شفرة S1 الأقل فعالية؛ بينما تتطلب شفرة P1 قوة ألياف عالية، وتتطلب شفرة السنبلة محتوى راتنج عالياً.

(4) البيئات ذات درجات الحرارة العالية لها التأثير الأكبر على المواد المقاومة للثقب ذات المصفوفة الراتنجية عالية الأداء؛ لذلك، يجب أن تركز الاختبارات الأولية على أداء مقاومة الثقب في ظل ظروف درجات الحرارة العالية.