Vijesti

Istraživanje usporavanja plamena automobilskih materijala i trendovi primjene vlakana usporivača plamena u vozilima

S brzim razvojem automobilske industrije, automobili – koji se koriste za putovanje na posao ili prijevoz robe – postali su nezamjenjivi alati u životima ljudi. Iako automobili pružaju praktičnost, oni također predstavljaju sigurnosne rizike, poput prometnih nesreća i spontanog izgaranja. Zbog ograničenog prostora i zapaljivih materijala u unutrašnjosti, nakon što u vozilu izbije požar, često ga je teško kontrolirati, što ugrožava živote i imovinu putnika. Stoga bi protupožarna sigurnost u vozilima trebala biti glavna briga korisnika.

Uzroci požara vozila općenito se mogu podijeliti na:
(1) Čimbenici povezani s vozilom, uključujući električne kvarove, curenje goriva i mehaničko trenje uzrokovano nepravilnim preinakama, instalacijama ili održavanjem.
(2) Vanjski čimbenici, poput sudara, prevrtanja, podmetanja požara ili nepaženih izvora paljenja.

Nova energetska vozila, opremljena baterijama visoke gustoće energije, posebno su sklona požarima zbog kratkih spojeva uzrokovanih sudarima, probijanjima, toplinskim bijegom od visokih temperatura ili prekomjernom strujom tijekom brzog punjenja.

01 Istraživanje o usporavanju plamena automobilskih materijala

Proučavanje materijala koji usporavaju gorenje započelo je krajem 19. stoljeća u Sjedinjenim Državama. S napretkom tehnologije posljednjih godina pojavili su se novi zahtjevi za istraživanjem usporavanja gorenja materijala za automobilske unutrašnjosti, uglavnom u sljedećim područjima:

Prvo, teorijsko istraživanje usporavanja plamena. Posljednjih godina istraživači u Kini stavili su veliki naglasak na proučavanje mehanizama izgaranja različitih vlakana i plastike, kao i na primjenu usporivača plamena.

Drugo, razvoj materijala usporivača gorenja. Trenutno se razvija mnogo vrsta materijala usporivača gorenja. Međunarodno se materijali poput PPS-a, karbonskih vlakana i staklenih vlakana uspješno primjenjuju u raznim industrijama.

Treće, istraživanje tkanina otpornih na plamen. Tkanine otporne na plamen jednostavne su za proizvodnju i vrlo su učinkovite. Dok su pamučne tkanine otporne na plamen već dobro razvijene, istraživanja drugih tekstila otpornih na plamen u Kini i dalje su ograničena.

Četvrto, propisi i metode ispitivanja materijala koji usporavaju gorenje.

Materijali za unutrašnjost automobila mogu se grubo podijeliti u tri kategorije:

Materijali na bazi vlakana (npr. sjedala, tepisi, sigurnosni pojasevi) - najčešće korišteni i u izravnom su kontaktu s putnicima.
Materijali na bazi plastike.
Materijali na bazi gume.

Materijali na bazi vlakana, budući da su lako zapaljivi i u neposrednoj blizini putnika, predstavljaju značajan rizik u slučaju požara. Osim toga, neke komponente vozila, poput baterija i motora, nalaze se u blizini tekstilnih materijala, što povećava vjerojatnost širenja požara. Stoga je proučavanje usporavanja plamena materijala unutrašnjosti automobila ključno za odgađanje izgaranja i pružanje više vremena za bijeg putnika.

02 Klasifikacija vlakana otpornih na plamen

U industrijskim tekstilnim primjenama, automobilski tekstil zauzima značajan udio. Prosječni osobni automobil sadrži otprilike 20-40 kg unutarnjih materijala, od kojih je većina tekstil, uključujući navlake za sjedala, jastuke, sigurnosne pojaseve i naslone za glavu. Ovi materijali usko su povezani sa sigurnošću vozača i putnika, što zahtijeva svojstva usporavanja gorenja kako bi se usporilo širenje plamena i povećalo vrijeme evakuacije.

Vlakna usporavajuća gorenjedefiniraju se kao vlakna koja se ili ne zapale ili nepotpuno izgaraju pri kontaktu s izvorom vatre, stvarajući minimalan plamen i brzo se samogaseći nakon što se izvor vatre ukloni. Granični indeks kisika (LOI) obično se koristi za mjerenje zapaljivosti, pri čemu LOI iznad 21% ukazuje na nisku zapaljivost.

Vlakna usporivača gorenja podijeljena su u dvije kategorije:

Inherentno vlakna otporna na plamen
Ova vlakna imaju ugrađene skupine usporivača gorenja u svojim polimernim lancima, što poboljšava toplinsku stabilnost, povećava temperature raspadanja, potiče stvaranje zapaljivih plinova i potiče stvaranje ugljena. Primjeri uključuju:

Aramidna vlakna (npr. para-aramid, meta-aramid)
Poliimidna vlakna (npr. Kermel, P84)
Polifenilen sulfidna (PPS) vlakna
Polibenzimidazolna (PBI) vlakna
Melaminska vlakna (npr. Basofil)

Meta-aramidna, polisulfonamidna, poliimidna i PPS vlakna već se masovno proizvode u Kini.

Modificirana vlakna usporavajuća gorenje
Ova vlakna stječu otpornost na plamen putem aditiva ili površinskih tretmana, uključujući:

Poliester otporan na plamen
Najlon otporan na plamen
Viskoza otporna na plamen
Polipropilen otporan na plamen

Metode modifikacije uključuju kopolimerizaciju, miješanje, kompozitno predenje, cijepljenje i naknadnu završnu obradu.

03 Primjena visokoučinkovitih vlakana otpornih na plamen u automobilskoj zaštiti

Automobilski materijali za usporavanje gorenja moraju ispunjavati specifične zahtjeve zbog ograničenja prostora. Za razliku od drugih primjena, ovi materijali trebaju biti otporni na paljenje ili pokazivati kontrolirane brzine gorenja (npr. ≤70 mm/min za putnička vozila).

Osim toga, razmatranja uključuju:

Niska gustoća dima i minimalne emisije otrovnih plinovakako bi se osigurala sigurnost putnika.
Antistatička svojstvakako bi se spriječili požari uzrokovani nakupljanjem para goriva ili prašine.

Statistike pokazuju da svaki automobil koristi 20–42 m² tekstilnih materijala, što ukazuje na ogroman potencijal rasta automobilskog tekstila. Ovi tekstili se kategoriziraju u funkcionalne i dekorativne vrste, s rastućim naglaskom na funkcionalnosti - posebno usporavanju plamena - zbog sigurnosnih razloga.

Visokoučinkoviti tekstili otporni na plamen koriste se u: