Nyheder

Forskning i flammehæmning af bilmaterialer og anvendelsestendenser for flammehæmmende fibre i køretøjer

Med den hurtige udvikling af bilindustrien er biler – der bruges til pendling eller transport af varer – blevet uundværlige redskaber i folks liv. Selvom biler er bekvemme, udgør de også sikkerhedsrisici, såsom trafikulykker og selvantændelse. På grund af det begrænsede rum og de brandfarlige indvendige materialer er en brand i et køretøj ofte vanskelig at kontrollere, når den først er udbrudt, hvilket bringer passagerernes liv og ejendom i fare. Derfor bør brandsikkerhed i køretøjer være en stor bekymring for brugerne.

Årsager til bilbrande kan generelt opdeles i:
(1) Køretøjsrelaterede faktorer, herunder elektriske fejl, brændstoflækager og mekanisk friktion forårsaget af forkerte modifikationer, installationer eller vedligeholdelse.
(2) Eksterne faktorer, såsom kollisioner, væltninger, brandstiftelse eller uovervågede antændelseskilder.

Nye energikøretøjer, udstyret med batterier med høj energitæthed, er særligt udsatte for brande på grund af kortslutninger forårsaget af kollisioner, punkteringer, termisk løbskløb fra høje temperaturer eller for høj strøm under hurtigopladning.

01 Forskning i flammehæmning af bilmaterialer

Undersøgelsen af flammehæmmende materialer begyndte i slutningen af det 19. århundrede i USA. Med de teknologiske fremskridt i de senere år er der kommet nye krav til forskning i flammehæmningen af materialer til bilinteriør, primært inden for følgende områder:

Først teoretisk forskning i flammehæmning. I de senere år har forskere i Kina lagt stor vægt på at studere forbrændingsmekanismerne i forskellige fibre og plasttyper, samt anvendelsen af flammehæmmere.

For det andet, udvikling af flammehæmmende materialer. Der er i øjeblikket mange typer flammehæmmende materialer under udvikling. Internationalt er materialer som PPS, kulfiber og glasfiber blevet anvendt med succes i forskellige industrier.

For det tredje, forskning i flammehæmmende stoffer. Flammehæmmende stoffer er nemme at producere og yderst effektive. Mens flammehæmmende bomuldsstoffer allerede er veludviklede, er forskningen i andre flammehæmmende tekstiler fortsat begrænset i Kina.

For det fjerde, regler og testmetoder for flammehæmmende materialer.

Materialer til bilinteriør kan groft set opdeles i tre kategorier:

Fiberbaserede materialer (f.eks. sæder, tæpper, sikkerhedsseler) – de mest anvendte og i direkte kontakt med passagerer.
Plastbaserede materialer.
Gummibaserede materialer.

Fiberbaserede materialer, der er meget brandfarlige og i umiddelbar nærhed af passagerer, udgør en betydelig risiko i tilfælde af brand. Derudover er nogle køretøjskomponenter, såsom batterier og motorer, placeret i nærheden af tekstilmaterialer, hvilket øger sandsynligheden for brandspredning. Derfor er det afgørende at undersøge flammehæmningen af bilindvendige materialer for at forsinke forbrændingen og give passagererne længere tid til at flygte.

02 Klassificering af flammehæmmende fibre

I industrielle tekstilanvendelser udgør biltekstiler en betydelig andel. En gennemsnitlig personbil indeholder cirka 20-40 kg indvendige materialer, hvoraf størstedelen er tekstiler, herunder sædebetræk, hynder, sikkerhedsseler og nakkestøtter. Disse materialer er tæt forbundet med førerens og passagerernes sikkerhed, hvilket nødvendiggør flammehæmmende egenskaber for at bremse flammespredning og øge flugttiden.

Flammehæmmende fibredefineres som fibre, der enten ikke antændes eller brænder ufuldstændigt ved kontakt med en ildkilde, producerer minimale flammer og selvslukkes hurtigt, når ildkilden fjernes. Det begrænsende iltindeks (LOI) bruges almindeligvis til at måle antændelighed, hvor en LOI over 21% indikerer lav antændelighed.

Flammehæmmende fibre er opdelt i to kategorier:

Naturligt flammehæmmende fibre
Disse fibre har indbyggede flammehæmmende grupper i deres polymerkæder, hvilket forbedrer termisk stabilitet, øger nedbrydningstemperaturer, undertrykker dannelse af brandfarlige gasser og fremmer dannelse af forkulning. Eksempler inkluderer:

Aramidfibre (f.eks. para-aramid, meta-aramid)
Polyimidfibre (f.eks. Kermel, P84)
Polyphenylensulfid (PPS) fibre
Polybenzimidazol (PBI) fibre
Melaminfibre (f.eks. Basofil)

Meta-aramid-, polysulfonamid-, polyimid- og PPS-fibre er allerede blevet masseproduceret i Kina.

Modificerede flammehæmmende fibre
Disse fibre opnår flammehæmning gennem tilsætningsstoffer eller overfladebehandlinger, herunder:

Flammehæmmende polyester
Flammehæmmende nylon
Flammehæmmende viskose
Flammehæmmende polypropylen

Modifikationsmetoder omfatter copolymerisation, blanding, kompositspinding, podning og efterbehandling.

03 Anvendelser af højtydende flammehæmmende fibre i bilbeskyttelse

Flammehæmmende materialer til biler skal opfylde specifikke krav på grund af pladsbegrænsninger. I modsætning til andre anvendelser skal disse materialer enten modstå antændelse eller udvise kontrollerede forbrændingshastigheder (f.eks. ≤70 mm/min for personbiler).

Derudover omfatter overvejelserne:

Lav røgdensitet og minimale udledninger af giftige gasserfor at sikre passagerernes sikkerhed.
Antistatiske egenskaberfor at forhindre brande forårsaget af ophobning af brændstofdamp eller støv.

Statistikker viser, at hver bil bruger 20-42 m² tekstilmaterialer, hvilket indikerer et stort vækstpotentiale inden for biltekstiler. Disse tekstiler er kategoriseret i funktionelle og dekorative typer med stigende vægt på funktionalitet – især flammehæmning – på grund af sikkerhedshensyn.

Højtydende flammehæmmende tekstiler anvendes i: