Vijesti

Istraživanje o usporavanju 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 saobraćajnih nesreća i spontanog sagorijevanja. Zbog ograničenog prostora i zapaljivih materijala u unutrašnjosti, kada jednom izbije požar u vozilu, često ga je teško kontrolirati, što ugrožava živote i imovinu putnika. Stoga bi sigurnost od požara u vozilima trebala biti glavna briga korisnika.

Uzroci požara vozila se generalno mogu podijeliti na:
(1) Faktori povezani s vozilom, uključujući električne kvarove, curenje goriva i mehaničko trenje uzrokovano nepravilnim modifikacijama, instalacijama ili održavanjem.
(2) Vanjski faktori, kao što su sudari, prevrtanja, podmetanje požara ili nepaženi izvori paljenja.

Vozila na nova energetska pogona, opremljena baterijama visoke gustoće energije, posebno su sklona požarima zbog kratkih spojeva uzrokovanih sudarima, probijanjima, termalnim preopterećenjem usljed visokih temperatura ili prekomjernom strujom tokom brzog punjenja.

01 Istraživanje o otpornosti na plamen automobilskih materijala

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

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

Drugo, razvoj materijala koji usporavaju gorenje. Trenutno se razvija mnogo vrsta materijala koji usporavaju gorenje. Na međunarodnom nivou, materijali poput PPS-a, karbonskih vlakana i staklenih vlakana uspješno su primijenjeni u raznim industrijama.

Treće, istraživanje tkanina otpornih na plamen. Tkanine otporne na plamen jednostavne su za proizvodnju i vrlo su efikasne. 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. sjedišta, tepisi, sigurnosni pojasevi) - najčešće korišteni i u direktnom kontaktu s putnicima.
Materijali na bazi plastike.
Materijali na bazi gume.

Materijali na bazi vlakana, budući da su lako zapaljivi i nalaze se 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 vjerovatnoću širenja požara. Stoga je proučavanje usporavanja plamena materijala za unutrašnjost automobila ključno za odgađanje sagorijevanja i obezbjeđivanje više vremena za bijeg putnika.

02 Klasifikacija vlakana otpornih na plamen

U industrijskoj tekstilnoj primjeni, automobilski tekstil zauzima značajan udio. Prosječan putnički automobil sadrži otprilike 20-40 kg materijala za unutrašnjost, od kojih je većina tekstil, uključujući presvlake za sjedišta, jastuke, sigurnosne pojaseve i naslone za glavu. Ovi materijali su usko povezani sa sigurnošću vozača i putnika, što zahtijeva svojstva usporavanja gorenja kako bi se usporilo širenje plamena i povećalo vrijeme evakuacije.

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

Vlakna koja usporavaju plamen podijeljena su u dvije kategorije:

Inherentno vatrootporna vlakna
Ova vlakna posjeduju ugrađene grupe za usporavanje gorenja u svojim polimernim lancima, što poboljšava termičku stabilnost, povećava temperature razgradnje, suzbija stvaranje zapaljivih gasova i podstiče stvaranje ugljenika. 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 se već masovno proizvode u Kini.

Modificirana vlakna usporavajuća gorenje
Ova vlakna postižu 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, kalemljenje i naknadnu završnu obradu.

03 Primjena visokoučinkovitih vlakana otpornih na plamen u automobilskoj zaštiti

Materijali za usporavanje gorenja za automobile moraju ispunjavati specifične zahtjeve zbog ograničenog 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 u automobilskom tekstilu. Ovi tekstili se kategoriziraju u funkcionalne i dekorativne tipove, sa sve većim naglaskom na funkcionalnosti - posebno usporavanju plamena - zbog sigurnosnih razloga.

Visokokvalitetni tekstili otporni na plamen koriste se u: