Έρευνα για την επιβράδυνση φλόγας των υλικών αυτοκινήτων και τάσεις εφαρμογής ινών επιβράδυνσης φλόγας σε οχήματα
Με την ραγδαία ανάπτυξη της αυτοκινητοβιομηχανίας, τα αυτοκίνητα—που χρησιμοποιούνται για μετακινήσεις ή μεταφορά εμπορευμάτων—έχουν γίνει απαραίτητα εργαλεία στη ζωή των ανθρώπων. Ενώ τα αυτοκίνητα παρέχουν άνεση, ενέχουν επίσης κινδύνους για την ασφάλεια, όπως τροχαία ατυχήματα και αυτανάφλεξη. Λόγω του περιορισμένου χώρου και των εύφλεκτων υλικών στο εσωτερικό, όταν ξεσπάσει πυρκαγιά σε ένα όχημα, είναι συχνά δύσκολο να ελεγχθεί, θέτοντας σε κίνδυνο τη ζωή και την περιουσία των επιβατών. Ως εκ τούτου, η πυρασφάλεια στα οχήματα θα πρέπει να αποτελεί μείζον μέλημα για τους χρήστες.
Οι αιτίες που προκαλούν πυρκαγιές σε οχήματα μπορούν γενικά να κατηγοριοποιηθούν σε:
(1) Παράγοντες που σχετίζονται με το όχημα, συμπεριλαμβανομένων ηλεκτρικών βλαβών, διαρροών καυσίμου και μηχανικής τριβής που προκαλείται από ακατάλληλες τροποποιήσεις, εγκαταστάσεις ή συντήρηση.
(2) Εξωτερικοί παράγοντες, όπως συγκρούσεις, ανατροπές, εμπρησμοί ή ανεπιτήρητες πηγές ανάφλεξης.
Τα νέα ενεργειακά οχήματα, εξοπλισμένα με μπαταρίες υψηλής ενεργειακής πυκνότητας, είναι ιδιαίτερα επιρρεπή σε πυρκαγιές λόγω βραχυκυκλωμάτων που προκαλούνται από συγκρούσεις, τρυπήματα, θερμική διαφυγή από υψηλές θερμοκρασίες ή υπερβολικό ρεύμα κατά τη γρήγορη φόρτιση.
01 Έρευνα για την επιβράδυνση φλόγας των υλικών αυτοκινήτων
Η μελέτη των υλικών επιβράδυνσης φλόγας ξεκίνησε στα τέλη του 19ου αιώνα στις Ηνωμένες Πολιτείες. Με τις εξελίξεις στην τεχνολογία τα τελευταία χρόνια, έχουν προκύψει νέες απαιτήσεις για έρευνα σχετικά με την επιβράδυνση φλόγας των υλικών εσωτερικού χώρου αυτοκινήτων, κυρίως στους ακόλουθους τομείς:
Πρώτον, θεωρητική έρευνα σχετικά με την επιβράδυνση φλόγας. Τα τελευταία χρόνια, οι ερευνητές στην Κίνα έχουν δώσει μεγάλη έμφαση στη μελέτη των μηχανισμών καύσης διαφόρων ινών και πλαστικών, καθώς και στην εφαρμογή επιβραδυντικών φλόγας.
Δεύτερον, η ανάπτυξη υλικών επιβράδυνσης φλόγας. Επί του παρόντος, υπάρχουν πολλά είδη υλικών επιβράδυνσης φλόγας υπό ανάπτυξη. Διεθνώς, υλικά όπως το PPS, οι ίνες άνθρακα και οι ίνες γυαλιού έχουν εφαρμοστεί με επιτυχία σε διάφορες βιομηχανίες.
Τρίτον, η έρευνα για υφάσματα επιβραδυντικά φλόγας. Τα υφάσματα επιβραδυντικά φλόγας είναι εύκολα στην παραγωγή και εξαιρετικά αποδοτικά. Ενώ τα βαμβακερά υφάσματα επιβραδυντικά φλόγας είναι ήδη καλά ανεπτυγμένα, η έρευνα για άλλα υφάσματα επιβραδυντικά φλόγας παραμένει περιορισμένη στην Κίνα.
Τέταρτον, κανονισμοί και μέθοδοι δοκιμών για υλικά επιβράδυνσης φλόγας.
Τα υλικά για το εσωτερικό των αυτοκινήτων μπορούν να ταξινομηθούν σε τρεις κατηγορίες:
- Υλικά με βάση τις ίνες (π.χ. καθίσματα, χαλιά, ζώνες ασφαλείας)—τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα και σε άμεση επαφή με τους επιβάτες.
- Υλικά με βάση το πλαστικό.
- Υλικά με βάση το καουτσούκ.
Τα υλικά με βάση τις ίνες, επειδή είναι ιδιαίτερα εύφλεκτα και βρίσκονται σε κοντινή απόσταση από τους επιβάτες, ενέχουν σημαντικούς κινδύνους σε περίπτωση πυρκαγιάς. Επιπλέον, ορισμένα εξαρτήματα του οχήματος, όπως οι μπαταρίες και οι κινητήρες, βρίσκονται κοντά σε υφαντικά υλικά, αυξάνοντας την πιθανότητα εξάπλωσης της πυρκαγιάς. Επομένως, η μελέτη της επιβράδυνσης φλόγας των υλικών του εσωτερικού των αυτοκινήτων είναι ζωτικής σημασίας για την καθυστέρηση της καύσης και την παροχή περισσότερου χρόνου διαφυγής στους επιβάτες.
02 Ταξινόμηση ινών επιβράδυνσης φλόγας
Στις βιομηχανικές εφαρμογές κλωστοϋφαντουργίας, τα κλωστοϋφαντουργικά προϊόντα αυτοκινήτων καταλαμβάνουν σημαντικό μερίδιο. Ένα μέσο επιβατικό αυτοκίνητο περιέχει περίπου 20-40 κιλά υλικών εσωτερικού χώρου, τα περισσότερα από τα οποία είναι υφάσματα, όπως καλύμματα καθισμάτων, μαξιλάρια, ζώνες ασφαλείας και προσκέφαλα. Αυτά τα υλικά συνδέονται στενά με την ασφάλεια των οδηγών και των επιβατών, απαιτώντας ιδιότητες επιβράδυνσης φλόγας για την επιβράδυνση της εξάπλωσης της φλόγας και την αύξηση του χρόνου διαφυγής.
Ίνες επιβράδυνσης φλόγαςορίζονται ως ίνες που είτε δεν αναφλέγονται είτε καίγονται ατελώς κατά την επαφή με μια πηγή φωτιάς, παράγοντας ελάχιστες φλόγες και αυτοσβήνουν γρήγορα μόλις απομακρυνθεί η πηγή φωτιάς. Ο Δείκτης Περιορισμού Οξυγόνου (LOI) χρησιμοποιείται συνήθως για τη μέτρηση της ευφλεκτότητας, με ένα LOI άνω του 21% να υποδηλώνει χαμηλή ευφλεκτότητα.
Οι ίνες επιβράδυνσης φλόγας χωρίζονται σε δύο κατηγορίες:
- Εγγενώς επιβραδυντικές φλόγας ίνες
Αυτές οι ίνες διαθέτουν ενσωματωμένες ομάδες επιβράδυνσης φλόγας στις πολυμερικές αλυσίδες τους, οι οποίες ενισχύουν τη θερμική σταθερότητα, αυξάνουν τις θερμοκρασίες αποσύνθεσης, καταστέλλουν την παραγωγή εύφλεκτων αερίων και προάγουν τον σχηματισμό άνθρακα. Παραδείγματα περιλαμβάνουν:
- Ίνες αραμιδίου (π.χ., παρα-αραμίδιο, μετα-αραμίδιο)
- Ίνες πολυϊμιδίου (π.χ., Kermel, P84)
- Ίνες πολυφαινυλενοσουλφιδίου (PPS)
- Ίνες πολυβενζιμιδαζόλης (PBI)
- Ίνες μελαμίνης (π.χ., Basofil)
Οι ίνες μετα-αραμιδίου, πολυσουλφοναμιδίου, πολυϊμιδίου και PPS έχουν ήδη παραχθεί μαζικά στην Κίνα.
- Τροποποιημένες ίνες επιβράδυνσης φλόγας
Αυτές οι ίνες αποκτούν επιβράδυνση φλόγας μέσω προσθέτων ή επιφανειακών επεξεργασιών, όπως:
- Πολυεστέρας επιβραδυντικός φλόγας
- Νάιλον επιβραδυντικό φλόγας
- Βισκόζη επιβραδυντική φλόγας
- Πολυπροπυλένιο επιβραδυντικό φλόγας
Οι μέθοδοι τροποποίησης περιλαμβάνουν συμπολυμερισμό, ανάμειξη, κλώση σύνθετων υλικών, εμβολιασμό και μετα-φινίρισμα.
03 Εφαρμογές ινών επιβράδυνσης φλόγας υψηλής απόδοσης στην προστασία αυτοκινήτων
Τα υλικά επιβράδυνσης φλόγας για αυτοκίνητα πρέπει να πληρούν συγκεκριμένες απαιτήσεις λόγω περιορισμών χώρου. Σε αντίθεση με άλλες εφαρμογές, αυτά τα υλικά θα πρέπει είτε να αντιστέκονται στην ανάφλεξη είτε να παρουσιάζουν ελεγχόμενους ρυθμούς καύσης (π.χ., ≤70 mm/min για επιβατικά οχήματα).
Επιπλέον, οι σκέψεις περιλαμβάνουν:
- Χαμηλή πυκνότητα καπνού και ελάχιστες εκπομπές τοξικών αερίωνγια να διασφαλιστεί η ασφάλεια των επιβατών.
- Αντιστατικές ιδιότητεςγια την πρόληψη πυρκαγιών που προκαλούνται από ατμούς καυσίμου ή συσσώρευση σκόνης.
Στατιστικά στοιχεία δείχνουν ότι κάθε αυτοκίνητο χρησιμοποιεί 20–42 m² υφαντικών υλικών, γεγονός που υποδηλώνει τεράστιο δυναμικό ανάπτυξης στα υφάσματα αυτοκινήτων. Αυτά τα υφάσματα κατηγοριοποιούνται σε λειτουργικούς και διακοσμητικούς τύπους, με αυξανόμενη έμφαση στη λειτουργικότητα -ιδιαίτερα στην επιβράδυνση της φλόγας- λόγω ανησυχιών για την ασφάλεια.
Τα υφάσματα υψηλής απόδοσης με επιβράδυνση φλόγας χρησιμοποιούνται σε:
- Καλύμματα καθισμάτων
- Πάνελ πόρτας
- Κορδόνια ελαστικών
- Αερόσακοι
- Επενδύσεις στέγης
- Ηχομονωτικά και μονωτικά υλικά
Τα μη υφασμένα υφάσματα από πολυεστέρα, ίνες άνθρακα, πολυπροπυλένιο και ίνες γυαλιού εφαρμόζονται επίσης ευρέως σε εσωτερικούς χώρους αυτοκινήτων.
Η προώθηση επιβραδυντικών φλόγας εσωτερικών χώρων αυτοκινήτων όχι μόνο ενισχύει την ασφάλεια των επιβατών, αλλά συμβάλλει και στην κοινωνική ευημερία.
Ώρα δημοσίευσης: 22 Απριλίου 2025
