Cercetare privind ignifugarea materialelor auto și tendințe de aplicare a fibrelor ignifuge în vehicule

Cercetare privind ignifugarea materialelor auto și tendințe de aplicare a fibrelor ignifuge în vehicule

Odată cu dezvoltarea rapidă a industriei auto, mașinile - utilizate pentru naveta sau transportul de mărfuri - au devenit instrumente indispensabile în viața oamenilor. Deși automobilele oferă confort, ele prezintă și riscuri pentru siguranță, cum ar fi accidentele rutiere și combustia spontană. Din cauza spațiului restrâns și a materialelor inflamabile din interior, odată ce izbucnește un incendiu într-un vehicul, acesta este adesea dificil de controlat, punând în pericol viața și bunurile pasagerilor. Prin urmare, siguranța la incendiu în vehicule ar trebui să fie o preocupare majoră pentru utilizatori.

Cauzele incendiilor auto pot fi clasificate, în general, în:
(1) Factori legați de vehicul, inclusiv defecțiuni electrice, scurgeri de combustibil și frecare mecanică cauzată de modificări, instalări sau întreținere necorespunzătoare.
(2) Factori externi, cum ar fi coliziuni, răsturnări, incendii intenționate sau surse de aprindere nesupravegheate.

Vehiculele cu energie nouă, echipate cu baterii cu densitate energetică mare, sunt deosebit de predispuse la incendii din cauza scurtcircuitelor cauzate de coliziuni, pene, fluctuații termice de la temperaturi ridicate sau curent excesiv în timpul încărcării rapide.

01 Cercetare privind ignifugarea materialelor auto

Studiul materialelor ignifuge a început la sfârșitul secolului al XIX-lea în Statele Unite. Odată cu progresele tehnologice din ultimii ani, au apărut noi cerințe de cercetare privind ignifugarea materialelor pentru interiorul auto, în principal în următoarele domenii:

În primul rând, cercetarea teoretică privind ignifugarea. În ultimii ani, cercetătorii din China au pus un mare accent pe studierea mecanismelor de ardere ale diferitelor fibre și materiale plastice, precum și pe aplicarea ignifugărilor.

În al doilea rând, dezvoltarea de materiale ignifuge. În prezent, există multe tipuri de materiale ignifuge în curs de dezvoltare. La nivel internațional, materiale precum PPS, fibra de carbon și fibra de sticlă au fost aplicate cu succes în diverse industrii.

În al treilea rând, cercetarea privind țesăturile ignifuge. Țesăturile ignifuge sunt ușor de produs și foarte eficiente. Deși țesăturile de bumbac ignifuge sunt deja bine dezvoltate, cercetarea privind alte textile ignifuge rămâne limitată în China.

În al patrulea rând, reglementări și metode de testare pentru materiale ignifuge.

Materialele pentru interiorul auto pot fi clasificate în general în trei categorii:

1. Materiale pe bază de fibre (de exemplu, scaune, covoare, centuri de siguranță) - cele mai utilizate și în contact direct cu pasagerii.
2. Materiale pe bază de plastic.
3. Materiale pe bază de cauciuc.

Materialele pe bază de fibre, fiind extrem de inflamabile și aflate în imediata apropiere a pasagerilor, prezintă riscuri semnificative în caz de incendiu. În plus, unele componente ale vehiculelor, cum ar fi bateriile și motoarele, sunt amplasate în apropierea materialelor textile, crescând probabilitatea de propagare a incendiului. Prin urmare, studierea ignifugării materialelor din interiorul auto este crucială pentru a întârzia arderea și a oferi mai mult timp de evacuare pentru pasageri.

02 Clasificarea fibrelor ignifuge

În aplicațiile textile industriale, textilele auto ocupă o pondere semnificativă. Un autoturism mediu conține aproximativ 20-40 kg de materiale interioare, majoritatea fiind textile, inclusiv huse de scaune, perne, centuri de siguranță și tetiere. Aceste materiale sunt strâns legate de siguranța șoferilor și a pasagerilor, necesitând proprietăți ignifuge pentru a încetini răspândirea flăcării și a crește timpul de evacuare.

Fibre ignifugesunt definite ca fibre care fie nu se aprind, fie ard incomplet la contactul cu o sursă de foc, producând flăcări minime și autostingându-se rapid odată ce sursa de foc este îndepărtată. Indicele limită de oxigen (LOI) este utilizat în mod obișnuit pentru a măsura inflamabilitatea, un LOI peste 21% indicând o inflamabilitate scăzută.

Fibrele ignifuge sunt împărțite în două categorii:

1. Fibre inerent ignifuge
   Aceste fibre posedă grupări ignifuge încorporate în lanțurile lor polimerice, sporind stabilitatea termică, crescând temperaturile de descompunere, suprimând generarea de gaze inflamabile și promovând formarea carbonizării. Exemplele includ:

• Fibre de aramidă (de exemplu, para-aramidă, meta-aramidă)
• Fibre de poliimidă (de exemplu, Kermel, P84)
• Fibre de sulfură de polifenilen (PPS)
• Fibre de polibenzimidazol (PBI)
• Fibre de melamină (de exemplu, Basofil)

Fibrele de meta-aramidă, polisulfonamidă, poliimidă și PPS au fost deja produse în masă în China.

1. Fibre ignifuge modificate
   Aceste fibre dobândesc proprietăți ignifuge prin aditivi sau tratamente de suprafață, inclusiv:

• Poliester ignifug
• Nylon ignifug
• Vâscoză ignifugă
• Polipropilenă ignifugă

Metodele de modificare includ copolimerizarea, amestecarea, filarea compozitelor, grefarea și post-finisarea.

03 Aplicații ale fibrelor ignifuge de înaltă performanță în protecția auto

Materialele ignifuge pentru automobile trebuie să îndeplinească cerințe specifice din cauza constrângerilor de spațiu. Spre deosebire de alte aplicații, aceste materiale ar trebui fie să reziste la aprindere, fie să prezinte rate de ardere controlate (de exemplu, ≤70 mm/min pentru vehiculele de pasageri).

În plus, considerațiile includ:

• Densitate redusă a fumului și emisii minime de gaze toxicepentru a asigura siguranța pasagerilor.
• Proprietăți antistaticepentru a preveni incendiile cauzate de acumularea de vapori de combustibil sau praf.

Statisticile arată că fiecare mașină folosește 20–42 m² de materiale textile, ceea ce indică un potențial vast de creștere în domeniul textilelor auto. Aceste textile sunt clasificate în tipuri funcționale și decorative, cu un accent tot mai mare pe funcționalitate - în special pe rezistența la flacără - din cauza preocupărilor legate de siguranță.

Textilele ignifuge de înaltă performanță sunt utilizate în:

• Huse de scaun
• Panouri de ușă
• Șnururi pentru anvelope
• Airbag-uri
• Căptușeli de acoperiș
• Materiale de izolare fonică și izolare

Materialele nețesute din poliester, fibră de carbon, polipropilenă și fibră de sticlă sunt, de asemenea, utilizate pe scară largă în interioarele auto.

Promovarea interioarelor auto ignifuge nu numai că îmbunătățește siguranța pasagerilor, dar contribuie și la bunăstarea societății.