Uutiset

Autoteollisuuden materiaalien palonestokykyä koskeva tutkimus ja palonestokuitujen sovellustrendit ajoneuvoissa

Autoteollisuuden nopean kehityksen myötä autoista – joita käytetään työmatkoihin tai tavaroiden kuljetukseen – on tullut korvaamattomia työkaluja ihmisten elämässä. Vaikka autot tarjoavat mukavuutta, ne aiheuttavat myös turvallisuusriskejä, kuten liikenneonnettomuuksia ja itsesyttymistä. Ahtaan tilan ja syttyvien sisämateriaalien vuoksi ajoneuvossa syttyvää tulipaloa on usein vaikea hallita, mikä vaarantaa matkustajien hengen ja omaisuuden. Siksi ajoneuvojen paloturvallisuuden tulisi olla käyttäjille tärkeä huolenaihe.

Ajoneuvopalojen syyt voidaan yleensä luokitella seuraavasti:
(1) Ajoneuvoon liittyvät tekijät, mukaan lukien sähköviat, polttoainevuodot ja mekaaninen kitka, jotka johtuvat virheellisistä muutoksista, asennuksista tai huollosta.
(2) Ulkoiset tekijät, kuten törmäykset, kaatumiset, tuhopoltot tai valvomattomat sytytyslähteet.

Uudet energiatehokkaat ajoneuvot, joissa on korkeaenergiset akut, ovat erityisen alttiita tulipaloille törmäysten, rengasrikon, korkeiden lämpötilojen aiheuttaman lämpöpurkauksen tai nopean latauksen aikana esiintyvän liiallisen virran aiheuttamien oikosulkujen vuoksi.

01 Autoteollisuuden materiaalien palonestokyvyn tutkimus

Palonsuoja-aineiden tutkimus alkoi Yhdysvalloissa 1800-luvun lopulla. Teknologian kehityksen myötä viime vuosina on syntynyt uutta kysyntää autojen sisämateriaalien palonsuoja-aineiden tutkimukselle, pääasiassa seuraavilla aloilla:

Ensinnäkin teoreettinen tutkimus palonsuoja-aineista. Viime vuosina tutkijat Kiinassa ovat painottaneet paljon erilaisten kuitujen ja muovien palamismekanismien tutkimista sekä palonsuoja-aineiden käyttöä.

Toiseksi, palonestoaineiden kehittäminen. Tällä hetkellä kehitteillä on monenlaisia palonestoaineita. Kansainvälisesti materiaaleja, kuten PPS:ää, hiilikuitua ja lasikuitua, on sovellettu menestyksekkäästi eri teollisuudenaloilla.

Kolmanneksi, palonestoaineiden tutkimus. Palosuojattuja kankaita on helppo valmistaa ja ne ovat erittäin tehokkaita. Vaikka palonestoaineet puuvillakankaat ovat jo hyvin kehittyneitä, muiden palonestoaineiden tutkimus Kiinassa on edelleen rajallista.

Neljänneksi, palonestoaineiden määräykset ja testausmenetelmät.

Autojen sisustusmateriaalit voidaan karkeasti luokitella kolmeen luokkaan:

Kuitupohjaiset materiaalit (esim. istuimet, matot, turvavyöt) – yleisimmin käytetyt ja suorassa kosketuksessa matkustajien kanssa.
Muovipohjaiset materiaalit.
Kumipohjaiset materiaalit.

Kuitupohjaiset materiaalit, jotka ovat helposti syttyviä ja sijaitsevat matkustajien lähellä, aiheuttavat merkittäviä riskejä tulipalon sattuessa. Lisäksi jotkin ajoneuvon osat, kuten akut ja moottorit, sijaitsevat tekstiilimateriaalien lähellä, mikä lisää palon leviämisen todennäköisyyttä. Siksi autojen sisustusmateriaalien palonestokyvyn tutkiminen on ratkaisevan tärkeää palamisen hidastamiseksi ja matkustajien poistumisajan parantamiseksi.

02 Palonsuoja-aineiden luokittelu

Teollisuustekstiileissä autotekstiileillä on merkittävä osuus. Keskimääräisessä henkilöautossa on noin 20–40 kg sisustusmateriaaleja, joista suurin osa on tekstiilejä, kuten istuinpäällisiä, tyynyjä, turvavöitä ja niskatukia. Nämä materiaalit liittyvät läheisesti kuljettajien ja matkustajien turvallisuuteen, joten niillä on oltava palonestoaineita liekkien leviämisen hidastamiseksi ja poistumisajan pidentämiseksi.

Palonsuoja-aineetmääritellään kuiduiksi, jotka joko eivät syty tai palavat epätäydellisesti joutuessaan kosketuksiin palolähteen kanssa, tuottaen minimaalisesti liekkejä ja sammuen itsestään nopeasti, kun palolähde on poistettu. Happipitoisuuden raja-arvoa (LOI) käytetään yleisesti syttyvyyden mittaamiseen, ja yli 21 %:n LOI osoittaa matalaa syttyvyyttä.

Palosuojatut kuidut jaetaan kahteen luokkaan:

Luonnostaan palonestoaineet
Näillä kuiduilla on polymeeriketjuissaan sisäänrakennettuja palonestoryhmiä, jotka parantavat lämpöstabiilisuutta, nostavat hajoamislämpötiloja, estävät syttyvän kaasun muodostumista ja edistävät hiilen muodostumista. Esimerkkejä ovat:

Aramidikuituja (esim. para-aramidi, meta-aramidi)
Polyimidikuidut (esim. Kermel, P84)
Polyfenyleenisulfidikuituja (PPS)
Polybentsimidatsoli (PBI) -kuidut
Melamiinikuidut (esim. Basofil)

Meta-aramidi-, polysulfonamidi-, polyimidi- ja PPS-kuituja on jo massatuotettu Kiinassa.

Modifioidut palonestokuidut
Nämä kuidut saavat palonestokykyä lisäaineiden tai pintakäsittelyjen avulla, mukaan lukien:

Palosuojattu polyesteri
Palosuojattu nailon
Palosuojattu viskoosi
Palosuojattu polypropeeni

Modifiointimenetelmiin kuuluvat kopolymerointi, sekoittaminen, komposiittien kehräys, oksastus ja jälkiviimeistely.

03 Korkean suorituskyvyn palonestokuitujen sovellukset autoteollisuuden suojauksessa

Autoteollisuuden palonsuoja-aineiden on täytettävä erityisvaatimukset tilarajoitteiden vuoksi. Toisin kuin muissa sovelluksissa, näiden materiaalien on joko kestettävä syttymistä tai niiden palamisnopeuden on oltava hallittu (esim. ≤70 mm/min henkilöautoissa).

Lisäksi huomioon otettavia seikkoja ovat:

Alhainen savutiheys ja minimaaliset myrkyllisten kaasujen päästötmatkustajien turvallisuuden varmistamiseksi.
Antistaattiset ominaisuudetpolttoainehöyryjen tai pölyn kertymisen aiheuttamien tulipalojen estämiseksi.

Tilastot osoittavat, että jokainen auto käyttää 20–42 m² tekstiilimateriaaleja, mikä osoittaa autotekstiilien valtavaa kasvupotentiaalia. Nämä tekstiilit luokitellaan toiminnallisiin ja koristeellisiin tyyppeihin, ja turvallisuussyistä toiminnallisuutta – erityisesti palonestokykyä – painotetaan yhä enemmän.

Korkean suorituskyvyn palonestoaineita sisältäviä tekstiilejä käytetään: