Novinky - Výskum spomaľovania horenia automobilových materiálov a trendy aplikácie vlákien spomaľujúcich horenie vo vozidlách

Výskum spomaľovania horenia automobilových materiálov a trendy aplikácie vlákien spomaľujúcich horenie vo vozidlách

S rýchlym rozvojom automobilového priemyslu sa autá – používané na dochádzanie alebo prepravu tovaru – stali nepostrádateľnými nástrojmi v živote ľudí. Hoci automobily poskytujú pohodlie, predstavujú aj bezpečnostné riziká, ako sú dopravné nehody a samovznietenie. Vzhľadom na obmedzený priestor a horľavé materiály interiéru je po vypuknutí požiaru vo vozidle často ťažké ho dostať pod kontrolu, čo ohrozuje životy a majetok cestujúcich. Preto by mala byť požiarna bezpečnosť vo vozidlách hlavným problémom pre používateľov.

Príčiny požiarov vozidiel možno vo všeobecnosti rozdeliť do:
(1) Faktory súvisiace s vozidlom vrátane elektrických porúch, únikov paliva a mechanického trenia spôsobeného nesprávnymi úpravami, inštaláciami alebo údržbou.
(2) Vonkajšie faktory, ako sú kolízie, prevrátenia, podpaľačstvo alebo nepozorované zdroje zapálenia.

Vozidlá s novým pohonom, vybavené batériami s vysokou energetickou hustotou, sú obzvlášť náchylné na požiare v dôsledku skratov spôsobených kolíziami, defektmi, tepelným únikom z vysokých teplôt alebo nadmerným prúdom počas rýchleho nabíjania.

01 Výskum spomaľovania horenia automobilových materiálov

Štúdium materiálov spomaľujúcich horenie sa začalo koncom 19. storočia v Spojených štátoch. S pokrokom v technológii v posledných rokoch sa objavili nové požiadavky na výskum spomaľovania horenia materiálov automobilových interiérov, najmä v nasledujúcich oblastiach:

Po prvé, teoretický výskum spomaľovačov horenia. V posledných rokoch vedci v Číne kladú veľký dôraz na štúdium mechanizmov horenia rôznych vlákien a plastov, ako aj na aplikáciu spomaľovačov horenia.

Po druhé, vývoj materiálov spomaľujúcich horenie. V súčasnosti sa vyvíja mnoho typov materiálov spomaľujúcich horenie. V medzinárodnom meradle sa materiály ako PPS, uhlíkové vlákna a sklenené vlákna úspešne používajú v rôznych odvetviach.

Po tretie, výskum látok spomaľujúcich horenie. Látky spomaľujúce horenie sa ľahko vyrábajú a sú vysoko účinné. Zatiaľ čo bavlnené látky spomaľujúce horenie sú už dobre vyvinuté, výskum iných textílií spomaľujúcich horenie je v Číne stále obmedzený.

Po štvrté, predpisy a skúšobné metódy pre materiály spomaľujúce horenie.

Materiály do interiéru automobilov možno zhruba rozdeliť do troch kategórií:

Materiály na báze vlákien (napr. sedadlá, koberce, bezpečnostné pásy) – najpoužívanejšie a prichádzajúce do priameho kontaktu s cestujúcimi.
Materiály na báze plastov.
Materiály na báze gumy.

Materiály na báze vlákien, ktoré sú vysoko horľavé a nachádzajú sa v tesnej blízkosti cestujúcich, predstavujú v prípade požiaru značné riziko. Okrem toho sa niektoré komponenty vozidiel, ako sú batérie a motory, nachádzajú v blízkosti textilných materiálov, čo zvyšuje pravdepodobnosť šírenia požiaru. Preto je štúdium samozhášavosti materiálov v interiéri automobilov kľúčové pre oddialenie horenia a poskytnutie dlhšieho času na únik cestujúcich.

02 Klasifikácia vlákien spomaľujúcich horenie

V priemyselných textilných aplikáciách zaujímajú automobilové textílie významný podiel. Priemerný osobný automobil obsahuje približne 20 – 40 kg interiérových materiálov, z ktorých väčšinu tvoria textílie, vrátane poťahov sedadiel, vankúšov, bezpečnostných pásov a opierok hlavy. Tieto materiály úzko súvisia s bezpečnosťou vodičov a cestujúcich, čo si vyžaduje vlastnosti spomaľujúce horenie, aby sa spomalilo šírenie plameňa a predĺžil čas úniku.

Vlákna spomaľujúce horeniesú definované ako vlákna, ktoré sa pri kontakte so zdrojom ohňa buď nezapália, alebo horia neúplne, pričom produkujú minimálne plamene a po odstránení zdroja ohňa rýchlo zhasnú. Na meranie horľavosti sa bežne používa limitný index kyslíka (LOI), pričom LOI nad 21 % označuje nízku horľavosť.

Vlákna spomaľujúce horenie sa delia do dvoch kategórií:

Vlákna s vlastnou horľavosťou
Tieto vlákna majú vo svojich polymérnych reťazcoch zabudované skupiny spomaľujúce horenie, ktoré zvyšujú tepelnú stabilitu, zvyšujú teploty rozkladu, potláčajú tvorbu horľavých plynov a podporujú tvorbu zuhoľnatenia. Medzi príklady patria:

Aramidové vlákna (napr. para-aramid, meta-aramid)
Polyimidové vlákna (napr. Kermel, P84)
Vlákna z polyfenylénsulfidu (PPS)
Polybenzimidazolové (PBI) vlákna
Melamínové vlákna (napr. Basofil)

Meta-aramidové, polysulfónamidové, polyimidové a PPS vlákna sa už v Číne hromadne vyrábajú.

Modifikované vlákna spomaľujúce horenie
Tieto vlákna získavajú spomaľovač horenia prostredníctvom prísad alebo povrchových úprav vrátane:

Polyester spomaľujúci horenie
Nylon spomaľujúci horenie
Viskóza spomaľujúca horenie
Polypropylén spomaľujúci horenie

Metódy modifikácie zahŕňajú kopolymerizáciu, miešanie, spriadanie kompozitov, štepenie a dodatočnú úpravu.

03 Aplikácie vysokoúčinných vlákien spomaľujúcich horenie v automobilovej ochrane

Automobilové materiály spomaľujúce horenie musia spĺňať špecifické požiadavky kvôli priestorovým obmedzeniam. Na rozdiel od iných aplikácií by tieto materiály mali buď odolávať vznieteniu, alebo vykazovať kontrolovanú rýchlosť horenia (napr. ≤70 mm/min pre osobné vozidlá).

Okrem toho sa medzi úvahy patria:

Nízka hustota dymu a minimálne emisie toxických plynovaby sa zabezpečila bezpečnosť cestujúcich.
Antistatické vlastnostiaby sa predišlo požiarom spôsobeným nahromadením výparov paliva alebo prachu.

Štatistiky ukazujú, že každé auto spotrebuje 20 – 42 m² textilných materiálov, čo naznačuje obrovský potenciál rastu automobilových textílií. Tieto textílie sa delia na funkčné a dekoratívne typy, pričom sa z dôvodu bezpečnosti kladie čoraz väčší dôraz na funkčnosť – najmä na spomaľovanie horenia.

Vysokoúčinné textílie spomaľujúce horenie sa používajú v: