Novinky - Výzkum zpomalování hoření automobilových materiálů a trendy v aplikaci vláken zpomalujících hoření ve vozidlech

Výzkum zpomalování hoření automobilových materiálů a trendy aplikace vláken zpomalujících hoření ve vozidlech

S rychlým rozvojem automobilového průmyslu se automobily – používané k dojíždění nebo přepravě zboží – staly nepostradatelnými nástroji v životech lidí. Automobily sice poskytují pohodlí, ale zároveň představují bezpečnostní rizika, jako jsou dopravní nehody a samovznícení. Vzhledem k omezenému prostoru a hořlavým materiálům interiéru je po vypuknutí požáru ve vozidle často obtížné jej zvládnout, což ohrožuje životy a majetek cestujících. Proto by měla být požární bezpečnost ve vozidlech pro uživatele hlavním zájmem.

Příčiny požárů vozidel lze obecně rozdělit do:
(1) Faktory související s vozidlem, včetně elektrických závad, úniků paliva a mechanického tření způsobeného nesprávnými úpravami, instalací nebo údržbou.
(2) Vnější faktory, jako jsou kolize, převrácení, žhářství nebo zdroje vznícení, které nebyly zasaženy do provozu.

Vozidla s novým pohonem, vybavená bateriemi s vysokou energetickou hustotou, jsou obzvláště náchylná k požárům v důsledku zkratů způsobených kolizemi, defekty, tepelným únikem z vysokých teplot nebo nadměrným proudem během rychlého nabíjení.

01 Výzkum zpomalování hoření automobilových materiálů

Studium materiálů zpomalujících hoření začalo na konci 19. století ve Spojených státech. S pokrokem v technologii v posledních letech se objevily nové požadavky na výzkum zpomalování hoření materiálů pro automobilové interiéry, zejména v následujících oblastech:

Zaprvé, teoretický výzkum zpomalovačů hoření. V posledních letech kladou vědci v Číně velký důraz na studium mechanismů spalování různých vláken a plastů, jakož i na aplikaci zpomalovačů hoření.

Za druhé, vývoj materiálů zpomalujících hoření. V současné době je ve vývoji mnoho typů materiálů zpomalujících hoření. V mezinárodním měřítku se materiály jako PPS, uhlíková vlákna a skleněná vlákna úspěšně používají v různých průmyslových odvětvích.

Za třetí, výzkum tkanin zpomalujících hoření. Tkaniny zpomalující hoření se snadno vyrábějí a jsou vysoce účinné. Zatímco bavlněné tkaniny zpomalující hoření jsou již dobře vyvinuté, výzkum jiných textilií zpomalujících hoření je v Číně stále omezený.

Za čtvrté, předpisy a zkušební metody pro materiály zpomalující hoření.

Materiály pro interiér automobilů lze obecně rozdělit do tří kategorií:

Materiály na bázi vláken (např. sedadla, koberce, bezpečnostní pásy) – nejrozšířenější a nejčastěji používané materiály, které přicházejí do přímého kontaktu s cestujícími.
Materiály na bázi plastů.
Materiály na bázi pryže.

Materiály na bázi vláken, které jsou vysoce hořlavé a nacházejí se v těsné blízkosti cestujících, představují v případě požáru značné riziko. Některé součásti vozidel, jako jsou baterie a motory, se navíc nacházejí v blízkosti textilních materiálů, což zvyšuje pravděpodobnost šíření požáru. Studium zpomalování hoření materiálů v interiéru automobilů je proto zásadní pro zpomalení hoření a poskytnutí delšího času na únik cestujících.

02 Klasifikace vláken zpomalujících hoření

V průmyslových textilních aplikacích zaujímají automobilové textilie významný podíl. Průměrný osobní automobil obsahuje přibližně 20–40 kg interiérových materiálů, z nichž většinu tvoří textilie, včetně potahů sedadel, polštářů, bezpečnostních pásů a opěrek hlavy. Tyto materiály úzce souvisejí s bezpečností řidičů a cestujících, což vyžaduje vlastnosti zpomalující hoření, které zpomalí šíření plamene a prodlouží dobu úniku.

Vlákna zpomalující hořeníjsou definována jako vlákna, která se při kontaktu se zdrojem ohně buď nezapálí, nebo hoří neúplně, přičemž produkují minimální plameny a po odstranění zdroje ohně rychle zhasnou. K měření hořlavosti se běžně používá limitní kyslíkový index (LOI), přičemž LOI nad 21 % značí nízkou hořlavost.

Vlákna zpomalující hoření se dělí do dvou kategorií:

Vlákna s inherentní nehořlavostí
Tato vlákna obsahují ve svých polymerních řetězcích zabudované skupiny zpomalující hoření, které zvyšují tepelnou stabilitu, zvyšují teploty rozkladu, potlačují tvorbu hořlavých plynů a podporují tvorbu uhlíku. Mezi příklady patří:

Aramidová vlákna (např. para-aramid, meta-aramid)
Polyimidová vlákna (např. Kermel, P84)
Vlákna z polyfenylensulfidu (PPS)
Polybenzimidazolová (PBI) vlákna
Melaminová vlákna (např. Basofil)

V Číně se již hromadně vyrábějí meta-aramidová, polysulfonamidová, polyimidová a PPS vlákna.

Modifikovaná vlákna zpomalující hoření
Tato vlákna získávají zpomalení hoření pomocí přísad nebo povrchových úprav, včetně:

Polyester zpomalující hoření
Nylon zpomalující hoření
Viskóza s nehořlavou úpravou
Polypropylen zpomalující hoření

Mezi modifikační metody patří kopolymerace, mísení, kompozitní zvlákňování, roubování a následná úprava.

03 Aplikace vysoce výkonných vláken zpomalujících hoření v automobilové ochraně

Automobilové materiály zpomalující hoření musí splňovat specifické požadavky kvůli prostorovým omezením. Na rozdíl od jiných aplikací by tyto materiály měly buď odolávat vznícení, nebo vykazovat kontrolovanou rychlost hoření (např. ≤70 mm/min pro osobní vozidla).

Dále je třeba zvážit:

Nízká hustota kouře a minimální emise toxických plynůaby byla zajištěna bezpečnost cestujících.
Antistatické vlastnostiaby se zabránilo požárům způsobeným nahromaděním výparů paliva nebo prachu.

Statistiky ukazují, že každý automobil spotřebuje 20–42 m² textilních materiálů, což naznačuje obrovský růstový potenciál v automobilovém textilním průmyslu. Tyto textilie se dělí na funkční a dekorativní typy, přičemž se z důvodu bezpečnostních obav klade stále větší důraz na funkčnost – zejména na nehořlavost.

Vysoce výkonné textilie zpomalující hoření se používají v: