Новости

Исследование огнестойкости автомобильных материалов и тенденции применения огнестойких волокон в транспортных средствах

С быстрым развитием автомобильной промышленности автомобили, используемые для поездок на работу и перевозки грузов, стали незаменимыми помощниками в жизни людей. Автомобили, помимо удобства, также представляют собой угрозу безопасности, такую как дорожно-транспортные происшествия и самовозгорание. Из-за ограниченного пространства и легковоспламеняющихся материалов салона, пожар в автомобиле зачастую трудно контролировать, что ставит под угрозу жизнь и имущество пассажиров. Поэтому пожарная безопасность в транспортных средствах должна быть приоритетом для пользователей.

Причины возгораний транспортных средств обычно можно разделить на следующие категории:
(1) Факторы, связанные с транспортным средством, включая электрические неисправности, утечки топлива и механическое трение, вызванные неправильными модификациями, установкой или обслуживанием.
(2) Внешние факторы, такие как столкновения, опрокидывания, поджоги или оставленные без присмотра источники возгорания.

Новые энергетические транспортные средства, оснащенные аккумуляторными батареями высокой плотности, особенно подвержены возгораниям из-за коротких замыканий, вызванных столкновениями, проколами, тепловым пробоем из-за высоких температур или чрезмерного тока во время быстрой зарядки.

01 Исследование огнестойкости автомобильных материалов

Изучение огнестойких материалов началось в конце XIX века в США. В последние годы, в связи с развитием технологий, возник новый спрос на исследования огнестойкости материалов для внутренней отделки автомобилей, в основном в следующих областях:

Во-первых, теоретические исследования огнестойкости. В последние годы китайские исследователи уделяют большое внимание изучению механизмов горения различных волокон и пластиков, а также применению антипиренов.

Во-вторых, разработка огнестойких материалов. В настоящее время разрабатывается множество типов огнестойких материалов. Такие материалы, как ППС, углеродное волокно и стекловолокно, успешно применяются в различных отраслях промышленности по всему миру.

В-третьих, исследования огнестойких тканей. Огнестойкие ткани просты в производстве и высокоэффективны. Хотя огнестойкие хлопчатобумажные ткани уже хорошо разработаны, исследования других огнестойких текстильных материалов в Китае пока ограничены.

В-четвертых, правила и методы испытаний огнестойких материалов.

Материалы для отделки салона автомобиля можно условно разделить на три категории:

Материалы на основе волокон (например, сиденья, ковры, ремни безопасности) — наиболее широко используемые и находящиеся в непосредственном контакте с пассажирами.
Материалы на основе пластика.
Материалы на основе резины.

Материалы на основе волокон, будучи легковоспламеняющимися и находясь в непосредственной близости от пассажиров, представляют значительный риск в случае пожара. Кроме того, некоторые компоненты автомобиля, такие как аккумуляторы и двигатели, расположены рядом с текстильными материалами, что увеличивает вероятность распространения огня. Поэтому изучение огнестойкости материалов автомобильной отделки имеет решающее значение для замедления распространения возгорания и увеличения времени эвакуации пассажиров.

02 Классификация огнестойких волокон

В сфере промышленного текстиля значительную долю занимает автомобильный текстиль. В среднем в легковом автомобиле содержится около 20–40 кг материалов для внутренней отделки, большая часть которых – текстиль, включая чехлы сидений, подушки, ремни безопасности и подголовники. Эти материалы тесно связаны с безопасностью водителя и пассажиров, поэтому им необходимы огнезащитные свойства, чтобы замедлить распространение пламени и увеличить время эвакуации.

Огнестойкие волокнаопределяются как волокна, которые либо не воспламеняются, либо сгорают не полностью при контакте с источником огня, образуя минимальное пламя и быстро затухая после удаления источника огня. Предельный кислородный индекс (ПКИ) обычно используется для измерения воспламеняемости, при этом ПКИ выше 21% указывает на низкую воспламеняемость.

Огнестойкие волокна делятся на две категории:

Огнестойкие волокна
Эти волокна содержат в своих полимерных цепях встроенные огнестойкие группы, которые повышают термостойкость, повышают температуру разложения, подавляют образование горючих газов и способствуют образованию углей. Примеры:

Арамидные волокна (например, параарамид, метаарамид)
Полиимидные волокна (например, Kermel, P84)
Волокна полифениленсульфида (ПФС)
Волокна полибензимидазола (ПБИ)
Меламиновые волокна (например, Basofil)

Метаарамидные, полисульфонамидные, полиимидные и ПФС волокна уже производятся серийно в Китае.

Модифицированные огнестойкие волокна
Огнестойкость этих волокон достигается за счет добавок или обработки поверхности, в том числе:

Огнестойкий полиэстер
Огнестойкий нейлон
Огнестойкая вискоза
Огнестойкий полипропилен

Методы модификации включают сополимеризацию, смешивание, формование композитов, прививку и последующую обработку.

03 Применение высокоэффективных огнестойких волокон в автомобильной защите

Огнезащитные материалы для автомобилей должны соответствовать особым требованиям из-за ограниченного пространства. В отличие от других применений, эти материалы должны либо противостоять возгоранию, либо обладать контролируемой скоростью горения (например, ≤70 мм/мин для легковых автомобилей).

Кроме того, следует учитывать следующее:

Низкая плотность дыма и минимальные выбросы токсичных газовдля обеспечения безопасности пассажиров.
Антистатические свойствадля предотвращения пожаров, вызванных скоплением паров топлива или пыли.

Статистика показывает, что на каждый автомобиль расходуется от 20 до 42 м² текстильных материалов, что свидетельствует о большом потенциале роста автомобильного текстиля. Эти виды текстиля подразделяются на функциональные и декоративные, при этом всё больше внимания уделяется функциональности, в частности огнестойкости, из соображений безопасности.

Высокоэффективные огнестойкие ткани используются в: