Jaunumi — pētījums par automobiļu materiālu liesmas aizkavēšanu un liesmas slāpējošu šķiedru pielietojuma tendences transportlīdzekļos

Automobiļu materiālu liesmas aizkavēšanas pētījumi un liesmas slāpējošu šķiedru pielietojuma tendences transportlīdzekļos

Līdz ar straujo autobūves nozares attīstību automašīnas, ko izmanto pārvietošanai vai preču pārvadāšanai, ir kļuvušas par neaizstājamiem rīkiem cilvēku dzīvē. Lai gan automobiļi nodrošina ērtības, tie rada arī drošības riskus, piemēram, ceļu satiksmes negadījumus un spontānu aizdegšanos. Slēgtās telpas un viegli uzliesmojošo iekšējo materiālu dēļ, kad transportlīdzeklī izceļas ugunsgrēks, to bieži vien ir grūti kontrolēt, apdraudot pasažieru dzīvību un īpašumu. Tāpēc ugunsdrošībai transportlīdzekļos vajadzētu būt galvenajai lietotāju prioritātei.

Automašīnu aizdegšanās cēloņus parasti var iedalīt šādās kategorijās:
(1) Ar transportlīdzekli saistīti faktori, tostarp elektrības kļūmes, degvielas noplūdes un mehāniskā berze, ko izraisa nepareizas modifikācijas, uzstādīšana vai apkope.
(2) Ārēji faktori, piemēram, sadursmes, apgāšanās, ļaunprātīga dedzināšana vai bez uzraudzības atstāti aizdegšanās avoti.

Jauni enerģijas transportlīdzekļi, kas aprīkoti ar augsta enerģijas blīvuma akumulatoriem, ir īpaši pakļauti ugunsgrēkiem īssavienojumu dēļ, ko izraisa sadursmes, caurdurumi, termiskā noplūde augstas temperatūras dēļ vai pārmērīga strāva ātrās uzlādes laikā.

01 Pētījums par automobiļu materiālu liesmas aizkavēšanu

Ugunsdrošu materiālu izpēte sākās 19. gadsimta beigās Amerikas Savienotajās Valstīs. Līdz ar tehnoloģiju attīstību pēdējos gados ir radušās jaunas prasības pēc pētījumiem par automobiļu salonu materiālu liesmas aizkavēšanu, galvenokārt šādās jomās:

Pirmkārt, teorētiskie pētījumi par liesmas slāpēšanu. Pēdējos gados pētnieki Ķīnā ir pievērsuši lielu uzmanību dažādu šķiedru un plastmasu sadegšanas mehānismu izpētei, kā arī liesmas slāpētāju pielietošanai.

Otrkārt, liesmu slāpējošu materiālu izstrāde. Pašlaik tiek izstrādāti daudzi liesmu slāpējošu materiālu veidi. Starptautiskā mērogā tādi materiāli kā PPS, oglekļa šķiedra un stikla šķiedra ir veiksmīgi pielietoti dažādās nozarēs.

Treškārt, pētījumi par liesmu slāpējošiem audumiem. Liesmu slāpējošus audumus ir viegli ražot, un tie ir ļoti efektīvi. Lai gan liesmu slāpējoši kokvilnas audumi jau ir labi attīstīti, pētījumi par citiem liesmu slāpējošiem tekstilizstrādājumiem Ķīnā joprojām ir ierobežoti.

Ceturtkārt, liesmu slāpējošu materiālu noteikumi un testēšanas metodes.

Automašīnu salona materiālus var iedalīt trīs kategorijās:

Šķiedru materiāli (piemēram, sēdekļi, paklāji, drošības jostas) — visplašāk izmantotie un tiešā saskarē ar pasažieriem.
Materiāli uz plastmasas bāzes.
Materiāli uz gumijas bāzes.

Šķiedru materiāli, kas ir viegli uzliesmojoši un atrodas pasažieru tuvumā, ugunsgrēka gadījumā rada ievērojamu risku. Turklāt dažas transportlīdzekļu sastāvdaļas, piemēram, akumulatori un dzinēji, atrodas tekstilmateriālu tuvumā, palielinot ugunsgrēka izplatīšanās iespējamību. Tāpēc ir ļoti svarīgi pētīt automobiļu salonu materiālu liesmas noturību, lai aizkavētu degšanu un nodrošinātu pasažieriem ilgāku evakuācijas laiku.

02 Ugunsdrošu šķiedru klasifikācija

Rūpnieciskajos tekstilizstrādājumos automobiļu tekstilizstrādājumi ieņem ievērojamu daļu. Vidēji vieglajā automašīnā ir aptuveni 20–40 kg salona materiālu, no kuriem lielākā daļa ir tekstilizstrādājumi, tostarp sēdekļu pārvalki, spilveni, drošības jostas un galvas balsti. Šie materiāli ir cieši saistīti ar vadītāju un pasažieru drošību, tāpēc tiem ir nepieciešamas liesmu slāpējošas īpašības, lai palēninātu liesmas izplatīšanos un palielinātu evakuācijas laiku.

Ugunsdrošas šķiedrasir definētas kā šķiedras, kas vai nu neaizdegas, vai arī nepilnīgi sadeg, nonākot saskarē ar uguns avotu, radot minimālu liesmu un ātri pašdziestot, tiklīdz uguns avots tiek noņemts. Robežskābekļa indekss (LOI) parasti tiek izmantots, lai mērītu uzliesmojamību, un LOI virs 21% norāda uz zemu uzliesmojamību.

Ugunsdrošās šķiedras iedala divās kategorijās:

Dabiski liesmu slāpējošas šķiedras
Šīm šķiedrām to polimēru ķēdēs ir iebūvētas liesmu slāpējošas grupas, kas uzlabo termisko stabilitāti, paaugstina sadalīšanās temperatūru, nomāc viegli uzliesmojošu gāzu veidošanos un veicina pārogļošanās veidošanos. Piemēri:

Aramīda šķiedras (piemēram, para-aramīds, meta-aramīds)
Poliimīda šķiedras (piemēram, Kermel, P84)
Polifenilēnsulfīda (PPS) šķiedras
Polibenzimidazola (PBI) šķiedras
Melamīna šķiedras (piemēram, Basofil)

Meta-aramīda, polisulfonamīda, poliimīda un PPS šķiedras jau ir masveidā ražotas Ķīnā.

Modificētas liesmu slāpējošas šķiedras
Šīs šķiedras iegūst liesmas slāpēšanu, izmantojot piedevas vai virsmas apstrādi, tostarp:

Ugunsdrošs poliesters
Ugunsdrošs neilons
Ugunsdroša viskoze
Ugunsdrošs polipropilēns

Modifikācijas metodes ietver kopolimerizāciju, sajaukšanu, kompozītu vērpšanu, potēšanu un pēcapstrādi.

03 Augstas veiktspējas liesmu slāpējošu šķiedru pielietojums automobiļu aizsardzībā

Automobiļu liesmu slāpējošiem materiāliem jāatbilst īpašām prasībām vietas ierobežojumu dēļ. Atšķirībā no citiem pielietojumiem, šiem materiāliem jābūt vai nu izturīgiem pret aizdegšanos, vai arī tiem jābūt ar kontrolētu degšanas ātrumu (piemēram, ≤70 mm/min vieglajiem automobiļiem).

Turklāt apsvērumi ietver:

Zems dūmu blīvums un minimāla toksisko gāzu emisijalai nodrošinātu pasažieru drošību.
Antistatiskas īpašībaslai novērstu ugunsgrēkus, ko izraisa degvielas tvaiki vai putekļu uzkrāšanās.

Statistika liecina, ka katrā automašīnā tiek izmantoti 20–42 m² tekstilmateriālu, kas norāda uz milzīgu automobiļu tekstilizstrādājumu izaugsmes potenciālu. Šie tekstilizstrādājumi tiek iedalīti funkcionālos un dekoratīvos veidos, drošības apsvērumu dēļ arvien vairāk uzsverot funkcionalitāti, īpaši liesmas noturību.

Augstas veiktspējas liesmu slāpējoši tekstilizstrādājumi tiek izmantoti: