Investigación sobre a ignifugación dos materiais para automoción e tendencias de aplicación de fibras ignífugas en vehículos

Investigación sobre a ignifugación dos materiais para automoción e tendencias de aplicación de fibras ignífugas en vehículos

Co rápido desenvolvemento da industria do automóbil, os coches, empregados para desprazarse ou transportar mercadorías, convertéronse en ferramentas indispensables na vida das persoas. Aínda que os automóbiles ofrecen comodidade, tamén supoñen riscos para a seguridade, como accidentes de tráfico e combustión espontánea. Debido ao espazo confinado e aos materiais inflamables do interior, unha vez que se produce un incendio nun vehículo, adoita ser difícil de controlar, o que pon en perigo a vida e os bens dos pasaxeiros. Polo tanto, a seguridade contra incendios nos vehículos debería ser unha preocupación importante para os usuarios.

As causas dos incendios de vehículos pódense clasificar xeralmente en:
(1) Factores relacionados co vehículo, incluíndo avarías eléctricas, fugas de combustible e fricción mecánica causada por modificacións, instalacións ou mantemento inadecuados.
(2) Factores externos, como colisións, capotamentos, incendios provocados ou fontes de ignición desatendidas.

Os vehículos de novas enerxías, equipados con baterías de alta densidade enerxética, son particularmente propensos a incendios debido a curtocircuítos causados ​​por colisións, pinchazos, fugas térmicas por altas temperaturas ou corrente excesiva durante a carga rápida.

01 Investigación sobre a ignifugación dos materiais para automoción

O estudo dos materiais ignífugos comezou a finais do século XIX nos Estados Unidos. Cos avances tecnolóxicos dos últimos anos, xurdiron novas demandas de investigación sobre a ignifugación dos materiais para o interior dos automóbiles, principalmente nas seguintes áreas:

En primeiro lugar, a investigación teórica sobre a ignifugación. Nos últimos anos, os investigadores chineses puxeron moita énfase no estudo dos mecanismos de combustión de diversas fibras e plásticos, así como na aplicación de retardantes de chama.

En segundo lugar, o desenvolvemento de materiais ignífugos. Na actualidade, hai moitos tipos de materiais ignífugos en desenvolvemento. A nivel internacional, materiais como o PPS, a fibra de carbono e a fibra de vidro aplicáronse con éxito en diversas industrias.

En terceiro lugar, a investigación sobre tecidos ignífugos. Os tecidos ignífugos son fáciles de producir e moi eficientes. Aínda que os tecidos de algodón ignífugos xa están ben desenvolvidos, a investigación sobre outros téxtiles ignífugos segue sendo limitada na China.

En cuarto lugar, regulamentos e métodos de ensaio para materiais ignífugos.

Os materiais para o interior dos automóbiles pódense clasificar en tres categorías xerais:

1. Materiais a base de fibra (por exemplo, asentos, alfombras, cintos de seguridade): os máis empregados e os que están en contacto directo cos pasaxeiros.
2. Materiais a base de plástico.
3. Materiais a base de caucho.

Os materiais a base de fibra, ao ser altamente inflamables e estar situados preto dos pasaxeiros, supoñen riscos significativos en caso de incendio. Ademais, algúns compoñentes dos vehículos, como as baterías e os motores, están situados preto de materiais téxtiles, o que aumenta a probabilidade de propagación do lume. Polo tanto, estudar a ignifugación dos materiais do interior dos automóbiles é crucial para atrasar a combustión e proporcionar máis tempo de escape aos pasaxeiros.

02 Clasificación das fibras ignífugas

Nas aplicacións téxtiles industriais, os téxtiles para automóbiles ocupan unha parte significativa. Un turismo medio contén aproximadamente entre 20 e 40 kg de materiais para o interior, a maioría dos cales son téxtiles, incluíndo fundas de asentos, coxíns, cintos de seguridade e repousacabezas. Estes materiais están estreitamente relacionados coa seguridade dos condutores e pasaxeiros, o que require propiedades ignífugas para frear a propagación da chama e aumentar o tempo de escape.

fibras ignífugasdefínense como fibras que non se inflaman ou arden incompletamente ao entrar en contacto cunha fonte de lume, producindo chamas mínimas e autoextinguíndose rapidamente unha vez que se retira a fonte de lume. O índice límite de osíxeno (LOI) úsase habitualmente para medir a inflamabilidade, cun LOI superior ao 21 % que indica unha baixa inflamabilidade.

As fibras ignífugas divídense en dúas categorías:

1. Fibras inherentemente ignífugas
   Estas fibras posúen grupos ignífugos incorporados nas súas cadeas de polímeros, o que mellora a estabilidade térmica, aumenta as temperaturas de descomposición, suprime a xeración de gas inflamable e promove a formación de carbón. Algúns exemplos son:

• Fibras de aramida (por exemplo, para-aramida, meta-aramida)
• Fibras de poliimida (por exemplo, Kermel, P84)
• Fibras de sulfuro de polifenileno (PPS)
• Fibras de polibenzimidazol (PBI)
• Fibras de melamina (por exemplo, Basofil)

As fibras de metaaramida, polisulfonamida, poliimida e PPS xa se produciron en masa na China.

1. Fibras ignífugas modificadas
   Estas fibras adquiren propiedades ignífugas mediante aditivos ou tratamentos superficiais, como por exemplo:

• Poliéster ignífugo
• nailon ignífugo
• Viscosa ignífuga
• Polipropileno ignífugo

Os métodos de modificación inclúen a copolimerización, a mestura, a fiación de materiais compostos, o enxerto e o posacabado.

03 Aplicacións das fibras ignífugas de alto rendemento na protección da automoción

Os materiais ignífugos para automóbiles deben cumprir requisitos específicos debido ás limitacións de espazo. A diferenza doutras aplicacións, estes materiais deben resistir a ignición ou presentar taxas de combustión controladas (por exemplo, ≤70 mm/min para vehículos de pasaxeiros).

Ademais, as consideracións inclúen:

• Baixa densidade de fume e mínimas emisións de gases tóxicospara garantir a seguridade dos pasaxeiros.
• propiedades antiestáticaspara evitar incendios causados ​​pola acumulación de vapor ou po de combustible.

As estatísticas amosan que cada coche emprega entre 20 e 42 m² de materiais téxtiles, o que indica un amplo potencial de crecemento nos téxtiles para automóbiles. Estes téxtiles clasifícanse en tipos funcionais e decorativos, cunha énfase crecente na funcionalidade, especialmente na ignifugación, debido a preocupacións de seguridade.

Os téxtiles ignífugos de alto rendemento utilízanse en:

• Fundas para asentos
• Paneis de portas
• Cordóns de pneumáticos
• Airbags
• Revestimentos de tellados
• Materiais de illamento e insonorización

Os tecidos non tecidos feitos de poliéster, fibra de carbono, polipropileno e fibra de vidro tamén se aplican amplamente nos interiores de automóbiles.

A promoción de interiores de automóbiles ignífugos non só mellora a seguridade dos pasaxeiros, senón que tamén contribúe ao benestar social.