Novice

Raziskave o negorljivosti avtomobilskih materialov in trendi uporabe negorljivih vlaken v vozilih

Z naglim razvojem avtomobilske industrije so avtomobili – ki se uporabljajo za vožnjo na delo ali prevoz blaga – postali nepogrešljivo orodje v življenju ljudi. Čeprav avtomobili zagotavljajo udobje, predstavljajo tudi varnostna tveganja, kot so prometne nesreče in samovžig. Zaradi omejenega prostora in vnetljivih materialov v notranjosti je požar, ko v vozilu izbruhne, pogosto težko nadzorovati, kar ogroža življenja in premoženje potnikov. Zato bi morala biti požarna varnost v vozilih glavna skrb uporabnikov.

Vzroke za požare v vozilih lahko na splošno razdelimo na:
(1) Dejavniki, povezani z vozilom, vključno z električnimi napakami, puščanjem goriva in mehanskim trenjem, ki ga povzročajo nepravilne modifikacije, namestitve ali vzdrževanje.
(2) Zunanji dejavniki, kot so trčenja, prevračanja, požigi ali nenadzorovani viri vžiga.

Nova energetska vozila, opremljena z baterijami z visoko energijsko gostoto, so še posebej nagnjena k požarom zaradi kratkih stikov, ki jih povzročijo trki, predrtja, toplotni odtok zaradi visokih temperatur ali prekomerni tok med hitrim polnjenjem.

01 Raziskave o ognjevzdržnosti avtomobilskih materialov

Študije materialov, ki zavirajo gorenje, so se začele konec 19. stoletja v Združenih državah Amerike. Z napredkom tehnologije v zadnjih letih so se pojavile nove zahteve po raziskavah o zaviranju gorenja materialov za notranjost avtomobilov, predvsem na naslednjih področjih:

Najprej teoretične raziskave o zaviranju gorenja. V zadnjih letih so raziskovalci na Kitajskem velik poudarek namenili preučevanju mehanizmov gorenja različnih vlaken in plastike ter uporabi zaviralcev gorenja.

Drugič, razvoj materialov, ki zavirajo gorenje. Trenutno je v razvoju veliko vrst materialov, ki zavirajo gorenje. V mednarodnem prostoru se materiali, kot so PPS, ogljikova vlakna in steklena vlakna, uspešno uporabljajo v različnih panogah.

Tretjič, raziskave tkanin, ki zavirajo gorenje. Tkanine, ki zavirajo gorenje, so enostavne za izdelavo in zelo učinkovite. Medtem ko so bombažne tkanine, ki zavirajo gorenje, že dobro razvite, so raziskave drugih tekstilij, ki zavirajo gorenje, na Kitajskem še vedno omejene.

Četrtič, predpisi in metode testiranja za materiale, ki zavirajo gorenje.

Materiale za notranjost avtomobilov lahko na splošno razdelimo v tri kategorije:

Materiali na osnovi vlaken (npr. sedeži, preproge, varnostni pasovi) – najpogosteje uporabljeni in v neposrednem stiku s potniki.
Materiali na osnovi plastike.
Materiali na osnovi gume.

Materiali na osnovi vlaken, ki so zelo vnetljivi in v neposredni bližini potnikov, predstavljajo znatno tveganje v primeru požara. Poleg tega se nekatere komponente vozil, kot so baterije in motorji, nahajajo v bližini tekstilnih materialov, kar povečuje verjetnost širjenja ognja. Zato je preučevanje odpornosti materialov v notranjosti avtomobilov na gorenje ključnega pomena za odložitev gorenja in zagotovitev daljšega časa za pobeg potnikov.

02 Klasifikacija vlaken, ki zavirajo gorenje

V industrijski tekstilni industriji avtomobilski tekstil predstavlja pomemben delež. Povprečen osebni avtomobil vsebuje približno 20–40 kg notranjih materialov, od katerih je večina tekstila, vključno s prevlekami za sedeže, blazinami, varnostnimi pasovi in vzglavniki. Ti materiali so tesno povezani z varnostjo voznikov in potnikov, zato so potrebne lastnosti zaviranja gorenja, ki upočasnijo širjenje ognja in podaljšajo čas pobega.

Vlakna, ki zavirajo gorenjeso opredeljena kot vlakna, ki se ob stiku z virom ognja bodisi ne vžgejo bodisi gorijo nepopolno, pri čemer proizvajajo minimalne plamene in se hitro ugasnejo, ko je vir ognja odstranjen. Za merjenje vnetljivosti se običajno uporablja mejni kisikov indeks (LOI), pri čemer LOI nad 21 % kaže na nizko vnetljivost.

Vlakna, ki zavirajo gorenje, so razdeljena v dve kategoriji:

Vlakna, ki so sama po sebi negorljiva
Ta vlakna imajo v svojih polimernih verigah vgrajene skupine, ki zavirajo gorenje, kar izboljša toplotno stabilnost, zviša temperature razgradnje, zavira nastajanje vnetljivih plinov in spodbuja nastajanje oglja. Primeri vključujejo:

Aramidna vlakna (npr. para-aramid, meta-aramid)
Poliimidna vlakna (npr. Kermel, P84)
Vlakna iz polifenilen sulfida (PPS)
Polibenzimidazolna (PBI) vlakna
Melaminska vlakna (npr. Basofil)

Meta-aramidna, polisulfonamidna, poliimidna in PPS vlakna se na Kitajskem že množično proizvajajo.

Modificirana vlakna, ki zavirajo gorenje
Ta vlakna pridobijo odpornost proti gorenju z dodatki ali površinsko obdelavo, vključno z:

Poliester, ki zavira gorenje
Najlon, ki zavira gorenje
Viskoza, ki zavira gorenje
Polipropilen, ki zavira gorenje

Metode modifikacije vključujejo kopolimerizacijo, mešanje, kompozitno predenje, cepljenje in naknadno dodelavo.

03 Uporaba visokozmogljivih vlaken, ki zavirajo gorenje, v avtomobilski zaščiti

Avtomobilski materiali, ki zavirajo gorenje, morajo zaradi prostorskih omejitev izpolnjevati posebne zahteve. Za razliko od drugih uporab morajo ti materiali biti bodisi odporni proti vžigu bodisi imeti nadzorovano hitrost gorenja (npr. ≤70 mm/min za osebna vozila).

Poleg tega je treba upoštevati še:

Nizka gostota dima in minimalne emisije strupenih plinovda se zagotovi varnost potnikov.
Antistatične lastnostida preprečite požare, ki jih povzročijo hlapi goriva ali kopičenje prahu.

Statistika kaže, da vsak avtomobil porabi 20–42 m² tekstilnih materialov, kar kaže na velik potencial rasti avtomobilskih tekstilij. Te tekstilije so razvrščene v funkcionalne in dekorativne vrste, pri čemer je zaradi varnostnih pomislekov vse večji poudarek na funkcionalnosti – zlasti na odpornosti proti ognju.

Visokozmogljive tekstilije, ki zavirajo gorenje, se uporabljajo v: