Новини

Дослідження вогнестійкості автомобільних матеріалів та тенденції застосування вогнестійких волокон у транспортних засобах

Зі швидким розвитком автомобільної промисловості автомобілі, що використовуються для поїздок на роботу або перевезення вантажів, стали незамінними інструментами в житті людей. Хоча автомобілі забезпечують зручність, вони також створюють ризики для безпеки, такі як дорожньо-транспортні пригоди та самозаймання. Через обмежений простір та легкозаймисті матеріали салону, після виникнення пожежі в транспортному засобі її часто важко контролювати, що створює загрозу життю та майну пасажирів. Тому пожежна безпека в транспортних засобах повинна бути головним пріоритетом для користувачів.

Причини пожеж у транспортних засобах можна умовно розділити на такі групи:
(1) Фактори, пов'язані з транспортним засобом, включаючи електричні несправності, витоки палива та механічне тертя, спричинені неправильними модифікаціями, встановленням або технічним обслуговуванням.
(2) Зовнішні фактори, такі як зіткнення, перекидання, підпали або неуникнуті без нагляду джерела займання.

Нові енергетичні транспортні засоби, оснащені акумуляторами з високою щільністю енергії, особливо схильні до пожеж через короткі замикання, спричинені зіткненнями, проколами, тепловим розгоном від високих температур або надмірним струмом під час швидкої зарядки.

01 Дослідження вогнестійкості автомобільних матеріалів

Вивчення вогнестійких матеріалів розпочалося наприкінці 19 століття у Сполучених Штатах. З розвитком технологій останніх років виникли нові потреби в дослідженнях вогнестійкості матеріалів для салону автомобілів, головним чином у таких сферах:

По-перше, теоретичні дослідження вогнестійкості. В останні роки дослідники в Китаї приділяють велику увагу вивченню механізмів горіння різних волокон і пластмас, а також застосуванню вогнезахисних речовин.

По-друге, розробка вогнезахисних матеріалів. Наразі розробляється багато видів вогнезахисних матеріалів. У світі такі матеріали, як поліполістирол (PPS), вуглецеве волокно та скловолокно, успішно застосовуються в різних галузях промисловості.

По-третє, дослідження вогнестійких тканин. Вогнестійкі тканини легко виробляти та вони дуже ефективні. Хоча вогнестійкі бавовняні тканини вже добре розроблені, дослідження інших вогнестійких текстильних виробів у Китаї залишаються обмеженими.

По-четверте, правила та методи випробування вогнезахисних матеріалів.

Матеріали для облаштування салону автомобіля можна умовно розділити на три категорії:

Матеріали на основі волокон (наприклад, сидіння, килими, ремені безпеки) — найбільш широко використовувані та безпосередньо контактують з пасажирами.
Матеріали на основі пластику.
Матеріали на основі гуми.

Волокнисті матеріали, будучи легкозаймистими та розташованими поблизу пасажирів, становлять значну небезпеку у разі пожежі. Крім того, деякі компоненти транспортних засобів, такі як акумулятори та двигуни, розташовані поблизу текстильних матеріалів, що збільшує ймовірність поширення вогню. Тому вивчення вогнестійкості матеріалів салону автомобілів має вирішальне значення для уповільнення горіння та забезпечення пасажирам більшого часу для евакуації.

02 Класифікація вогнестійких волокон

У промисловому текстильному виробництві значну частку займає автомобільний текстиль. Середній легковий автомобіль містить приблизно 20–40 кг матеріалів інтер'єру, більшість з яких є текстилем, включаючи чохли сидінь, подушки, ремені безпеки та підголівники. Ці матеріали тісно пов'язані з безпекою водіїв і пасажирів, що вимагає вогнезахисних властивостей для уповільнення поширення полум'я та збільшення часу втечі.

Вогнестійкі волокнавизначаються як волокна, які або не запалюються, або згоряють неповністю при контакті з джерелом вогню, утворюючи мінімальне полум'я та швидко самозагасаючи після видалення джерела вогню. Для вимірювання займистості зазвичай використовується граничний кисневий індекс (LOI), причому LOI вище 21% вказує на низьку займистість.

Вогнестійкі волокна поділяються на дві категорії:

Вогнестійкі волокна за своєю суттю
Ці волокна мають вбудовані вогнезахисні групи у своїх полімерних ланцюгах, що підвищує термічну стабільність, підвищує температуру розкладання, пригнічує утворення горючих газів та сприяє утворенню обвуглення. Приклади включають:

Арамідні волокна (наприклад, пара-арамідні, мета-арамідні)
Поліїмідні волокна (наприклад, Kermel, P84)
Волокна поліфеніленсульфіду (PPS)
Полібензимідазольні (ПБІ) волокна
Меламінові волокна (наприклад, Базофіл)

Мета-арамідні, полісульфонамідні, поліімідні та PPS волокна вже масово виробляються в Китаї.

Модифіковані вогнестійкі волокна
Ці волокна набувають вогнестійкості завдяки добавкам або обробці поверхні, зокрема:

Вогнестійкий поліестер
Вогнестійкий нейлон
Вогнестійка віскоза
Поліпропілен, що стримує горіння

Методи модифікації включають кополімеризацію, змішування, композитне прядіння, щеплення та постобробку.

03 Застосування високоефективних вогнезахисних волокон в автомобільному захисті

Автомобільні вогнезахисні матеріали повинні відповідати певним вимогам через обмежений простір. На відміну від інших застосувань, ці матеріали повинні або протистояти займанню, або демонструвати контрольовану швидкість горіння (наприклад, ≤70 мм/хв для легкових автомобілів).

Крім того, слід враховувати:

Низька щільність диму та мінімальні викиди токсичних газівщоб забезпечити безпеку пасажирів.
Антистатичні властивостіщоб запобігти пожежам, спричиненим накопиченням парів палива або пилу.

Статистика показує, що кожен автомобіль використовує 20–42 м² текстильних матеріалів, що свідчить про величезний потенціал зростання автомобільного текстилю. Цей текстиль поділяється на функціональні та декоративні типи, зі зростаючим акцентом на функціональності, зокрема вогнестійкості, через проблеми безпеки.

Високоефективні вогнестійкі текстильні матеріали використовуються в: