מחקר על עמידות בעירה של חומרים לרכב ומגמות יישום של סיבים מעכבי בעירה בכלי רכב

מחקר על עמידות בעירה של חומרים לרכב ומגמות יישום של סיבים מעכבי בעירה בכלי רכב

עם ההתפתחות המהירה של תעשיית הרכב, מכוניות - המשמשות לנסיעות יומיות או להובלת סחורות - הפכו לכלי חיוני בחייהם של אנשים. בעוד שמכוניות מספקות נוחות, הן גם מהוות סיכונים בטיחותיים, כגון תאונות דרכים והתלקחות ספונטנית. בשל החלל המוגבל והחומרים הפנימיים הדליקים, ברגע שפורצת שריפה ברכב, קשה לעתים קרובות לשלוט בה, ומסכנת את חייהם ורכושם של הנוסעים. לכן, בטיחות אש בכלי רכב צריכה להיות דאגה מרכזית עבור המשתמשים.

ניתן לסווג באופן כללי את הגורמים לשריפות כלי רכב למספר קטגוריות:
(1) גורמים הקשורים לרכב, לרבות תקלות חשמליות, דליפות דלק וחיכוך מכני הנגרם כתוצאה משינויים, התקנות או תחזוקה לא נאותים.
(2) גורמים חיצוניים, כגון התנגשויות, התהפכות, הצתה או מקורות הצתה ללא השגחה.

כלי רכב בעלי אנרגיה חדשה, המצוידים בסוללות בעלות צפיפות אנרגיה גבוהה, נוטים במיוחד לשריפות עקב קצרים הנגרמים מהתנגשויות, פנצ'רים, בריחה תרמית מטמפרטורות גבוהות או זרם מוגזם במהלך טעינה מהירה.

01 מחקר על עמידות בעירה של חומרים לרכב

מחקר חומרים מעכבי בעירה החל בסוף המאה ה-19 בארצות הברית. עם ההתקדמות הטכנולוגית בשנים האחרונות, עלו דרישות חדשות למחקר על עמידות הבעירה של חומרים לעיצוב פנים הרכב, בעיקר בתחומים הבאים:

ראשית, מחקר תיאורטי על מעכבי בעירה. בשנים האחרונות, חוקרים בסין שמו דגש רב על לימוד מנגנוני בעירה של סיבים ופלסטיק שונים, כמו גם על יישום מעכבי בעירה.

שנית, פיתוח חומרים מעכבי בעירה. כיום, ישנם סוגים רבים של חומרים מעכבי בעירה הנמצאים בפיתוח. ברחבי העולם, חומרים כגון PPS, סיבי פחמן וסיבי זכוכית יושמו בהצלחה בתעשיות שונות.

שלישית, מחקר על בדים מעכבי בעירה. בדים מעכבי בעירה קלים לייצור ויעילים מאוד. בעוד שבדי כותנה מעכבי בעירה כבר מפותחים היטב, המחקר על טקסטיל מעכב בעירה אחר נותר מוגבל בסין.

רביעית, תקנות ושיטות בדיקה לחומרים מעכבי בעירה.

ניתן לסווג באופן כללי את חומרי הפנים של הרכב לשלוש קטגוריות:

1. חומרים מבוססי סיבים (למשל, מושבים, שטיחים, חגורות בטיחות) - הנפוצים ביותר ובאים במגע ישיר עם נוסעים.
2. חומרים מבוססי פלסטיק.
3. חומרים מבוססי גומי.

חומרים מבוססי סיבים, בהיותם דליקים ביותר ונמצאים בקרבת נוסעים, מהווים סיכונים משמעותיים במקרה של שריפה. בנוסף, חלק מרכיבי הרכב, כגון סוללות ומנועים, ממוקמים ליד חומרי טקסטיל, מה שמגדיל את הסבירות להתפשטות האש. לכן, לימוד עמידות הבעירה של חומרי פנים הרכב הוא קריטי כדי לעכב את הבעירה ולספק זמן מילוט ארוך יותר לנוסעים.

02 סיווג של סיבים מעכבי בעירה

ביישומי טקסטיל תעשייתיים, טקסטיל לרכב תופס נתח משמעותי. מכונית נוסעים ממוצעת מכילה כ-20-40 ק"ג של חומרי פנים, שרובם טקסטיל, כולל כיסויי מושבים, כריות, חגורות בטיחות ומשענות ראש. חומרים אלה קשורים קשר הדוק לבטיחות הנהגים והנוסעים, ומחייבים תכונות מעכבות בעירה כדי להאט את התפשטות הלהבות ולהאריך את זמן המילוט.

סיבים מעכבי בעירהמוגדרים כסיבים שאינם נדלקים או נשרפים באופן חלקי במגע עם מקור אש, מייצרים להבות מינימליות וכיבוי עצמי מהיר לאחר הסרת מקור האש. מדד החמצן המגביל (LOI) משמש בדרך כלל למדידת דליקות, כאשר LOI מעל 21% מצביע על דליקות נמוכה.

סיבים מעכבי בעירה מחולקים לשתי קטגוריות:

1. סיבים מעכבי בעירה מטבעם
   לסיבים אלה קבוצות מעכבות בעירה מובנות בשרשראות הפולימר שלהם, דבר המשפר את היציבות התרמית, מגביר את טמפרטורות הפירוק, מדכא יצירת גז דליק ומקדם היווצרות פחם. דוגמאות לכך כוללות:

• סיבי ארמיד (למשל, פארא-ארמיד, מטא-ארמיד)
• סיבי פוליאימיד (למשל, קרמל, P84)
• סיבי פוליפנילן סולפיד (PPS)
• סיבים של פוליבנזימידאזול (PBI)
• סיבי מלמין (למשל, באסופיל)

סיבים מטא-ארמיד, פוליסולפונמיד, פוליאימיד ו-PPS כבר יוצרו באופן המוני בסין.

1. סיבים מעכבי בעירה שעברו שינוי
   סיבים אלה רוכשים עמידות בפני בעירה באמצעות תוספים או טיפולי שטח, כולל:

• פוליאסטר מעכב בעירה
• ניילון מעכב בעירה
• ויסקוזה מעכבת בעירה
• פוליפרופילן מעכב בעירה

שיטות השינוי כוללות קופולימריזציה, ערבוב, ספיגה מרוכבת, השתלה וגימור לאחר העיבוד.

03 יישומים של סיבים מעכבי בעירה בעלי ביצועים גבוהים בהגנה על רכב

חומרים מעכבי בעירה לרכב חייבים לעמוד בדרישות ספציפיות עקב מגבלות מקום. שלא כמו יישומים אחרים, חומרים אלה צריכים לעמוד בפני הצתה או להציג קצב בעירה מבוקר (למשל, ≤70 מ"מ/דקה עבור כלי רכב נוסעים).

בנוסף, השיקולים כוללים:

• צפיפות עשן נמוכה ופליטות גזים רעילים מינימליותכדי להבטיח את בטיחות הנוסעים.
• תכונות אנטי-סטטיותכדי למנוע שריפות הנגרמות כתוצאה מהצטברות אדי דלק או אבק.

סטטיסטיקות מראות שכל מכונית משתמשת ב-20-42 מ"ר של חומרי טקסטיל, דבר המצביע על פוטנציאל צמיחה עצום בטקסטיל לרכב. טקסטיל זה מסווג לסוגים פונקציונליים ודקורטיביים, עם דגש גובר על פונקציונליות - ובמיוחד עמידות בפני בעירה - עקב חששות בטיחותיים.

טקסטיל מעכב בעירה בעל ביצועים גבוהים משמש ב:

• כיסויי מושבים
• פאנלים לדלתות
• חוטי צמיגים
• כריות אוויר
• ריפודי גג
• חומרי בידוד ואקוסטום

בדים לא ארוגים העשויים מפוליאסטר, סיבי פחמן, פוליפרופילן וסיבי זכוכית נמצאים בשימוש נרחב גם בעיצוב פנים של כלי רכב.

קידום עיצוב פנים של רכבים מעכבי בעירה לא רק משפר את בטיחות הנוסעים אלא גם תורם לרווחת החברה.