تحقیق در مورد بازدارندگی شعله مواد خودرو و روند کاربرد الیاف بازدارندگی شعله در وسایل نقلیه

تحقیق در مورد بازدارندگی شعله مواد خودرو و روند کاربرد الیاف بازدارندگی شعله در وسایل نقلیه

با توسعه سریع صنعت خودروسازی، خودروها - که برای رفت و آمد یا حمل کالا استفاده می‌شوند - به ابزارهای ضروری در زندگی مردم تبدیل شده‌اند. در حالی که خودروها راحتی را فراهم می‌کنند، خطرات ایمنی مانند تصادفات رانندگی و احتراق خود به خود را نیز به همراه دارند. به دلیل فضای محدود و مواد داخلی قابل اشتعال، هنگامی که آتش‌سوزی در وسیله نقلیه رخ می‌دهد، اغلب کنترل آن دشوار است و جان و مال مسافران را به خطر می‌اندازد. بنابراین، ایمنی در برابر آتش‌سوزی در وسایل نقلیه باید یک نگرانی عمده برای کاربران باشد.

به طور کلی علل آتش سوزی خودرو را می توان به موارد زیر تقسیم کرد:
(1) عوامل مرتبط با خودرو، از جمله نقص‌های الکتریکی، نشت سوخت و اصطکاک مکانیکی ناشی از اصلاحات، نصب‌ها یا نگهداری نادرست.
(2) عوامل خارجی، مانند تصادف، واژگونی، آتش‌سوزی عمدی یا منابع احتراق بدون مراقبت.

خودروهای انرژی نو، مجهز به باتری‌های با چگالی انرژی بالا، به دلیل اتصال کوتاه ناشی از برخورد، سوراخ شدن، فرار حرارتی ناشی از دمای بالا یا جریان بیش از حد در هنگام شارژ سریع، به ویژه مستعد آتش‌سوزی هستند.

01 تحقیق در مورد بازدارندگی شعله مواد خودرو

مطالعه مواد ضد حریق از اواخر قرن نوزدهم در ایالات متحده آغاز شد. با پیشرفت‌های فناوری در سال‌های اخیر، تقاضاهای جدیدی برای تحقیق در مورد ضد حریق بودن مواد داخلی خودرو، عمدتاً در زمینه‌های زیر، وجود داشته است:

اول، تحقیقات نظری در مورد بازدارندگی شعله. در سال‌های اخیر، محققان در چین تأکید زیادی بر مطالعه مکانیسم‌های احتراق الیاف و پلاستیک‌های مختلف و همچنین کاربرد بازدارندگی‌های شعله داشته‌اند.

دوم، توسعه مواد مقاوم در برابر شعله. در حال حاضر، انواع مختلفی از مواد مقاوم در برابر شعله در دست توسعه هستند. در سطح بین‌المللی، موادی مانند PPS، الیاف کربن و الیاف شیشه با موفقیت در صنایع مختلف به کار گرفته شده‌اند.

سوم، تحقیق در مورد پارچه‌های مقاوم در برابر شعله. تولید پارچه‌های مقاوم در برابر شعله آسان و بسیار کارآمد است. در حالی که پارچه‌های پنبه‌ای مقاوم در برابر شعله در حال حاضر به خوبی توسعه یافته‌اند، تحقیقات در مورد سایر منسوجات مقاوم در برابر شعله در چین محدود است.

چهارم، مقررات و روش‌های آزمایش مواد مقاوم در برابر شعله.

مواد به کار رفته در ساخت قطعات داخلی خودرو را می‌توان به سه دسته کلی تقسیم کرد:

1. مواد الیافی (مثلاً صندلی‌ها، فرش‌ها، کمربند ایمنی) - پرکاربردترین و در تماس مستقیم با مسافران.
2. مواد مبتنی بر پلاستیک.
3. مواد مبتنی بر لاستیک.

مواد مبتنی بر فیبر، به دلیل قابلیت اشتعال بالا و نزدیکی به مسافران، در صورت آتش‌سوزی خطرات قابل توجهی را ایجاد می‌کنند. علاوه بر این، برخی از اجزای خودرو، مانند باتری‌ها و موتورها، در نزدیکی مواد نساجی قرار دارند و احتمال گسترش آتش‌سوزی را افزایش می‌دهند. بنابراین، مطالعه‌ی خاصیت ضد شعله بودن مواد داخلی خودرو برای به تأخیر انداختن احتراق و فراهم کردن زمان فرار بیشتر برای مسافران بسیار مهم است.

02 طبقه بندی الیاف مقاوم در برابر شعله

در کاربردهای نساجی صنعتی، منسوجات خودرو سهم قابل توجهی را به خود اختصاص می‌دهند. یک خودروی سواری معمولی تقریباً 20 تا 40 کیلوگرم مواد داخلی دارد که بیشتر آنها پارچه هستند، از جمله روکش صندلی، کوسن، کمربند ایمنی و پشت سری. این مواد ارتباط نزدیکی با ایمنی رانندگان و مسافران دارند و به همین دلیل خواص ضد شعله برای کاهش سرعت گسترش شعله و افزایش زمان فرار ضروری است.

الیاف مقاوم در برابر شعلهبه عنوان الیافی تعریف می‌شوند که یا در تماس با منبع آتش، آتش نمی‌گیرند یا به طور ناقص می‌سوزند، حداقل شعله را تولید می‌کنند و پس از دور شدن منبع آتش، به سرعت خود را خاموش می‌کنند. شاخص اکسیژن محدودکننده (LOI) معمولاً برای اندازه‌گیری قابلیت اشتعال استفاده می‌شود، به طوری که LOI بالای ۲۱٪ نشان‌دهنده قابلیت اشتعال کم است.

الیاف مقاوم در برابر آتش به دو دسته تقسیم می‌شوند:

1. الیاف ذاتاً مقاوم در برابر شعله
   این الیاف دارای گروه‌های بازدارنده شعله داخلی در زنجیره‌های پلیمری خود هستند که پایداری حرارتی را افزایش می‌دهند، دمای تجزیه را افزایش می‌دهند، تولید گازهای قابل اشتعال را سرکوب می‌کنند و تشکیل زغال را افزایش می‌دهند. نمونه‌هایی از این الیاف عبارتند از:

• الیاف آرامید (مثلاً پاراآرامید، متاآرامید)
• الیاف پلی‌آمید (مثلاً کرمل، P84)
• الیاف پلی فنیلن سولفید (PPS)
• الیاف پلی بنزیمیدازول (PBI)
• الیاف ملامین (به عنوان مثال، باسوفیل)

الیاف متاآرامید، پلی سولفونامید، پلی‌آمید و PPS قبلاً در چین به تولید انبوه رسیده‌اند.

1. الیاف مقاوم در برابر شعله اصلاح شده
   این الیاف از طریق افزودنی‌ها یا عملیات سطحی، از جمله موارد زیر، خاصیت ضد شعله پیدا می‌کنند:

• پلی‌استر مقاوم در برابر شعله
• نایلون مقاوم در برابر شعله
• ویسکوز مقاوم در برابر شعله
• پلی پروپیلن مقاوم در برابر شعله

روش‌های اصلاح شامل کوپلیمریزاسیون، ترکیب، ریسندگی کامپوزیت، پیوندزنی و عملیات تکمیلی است.

03 کاربردهای الیاف مقاوم در برابر شعله با عملکرد بالا در محافظت از خودرو

مواد ضد حریق خودرو به دلیل محدودیت فضا باید الزامات خاصی را برآورده کنند. برخلاف سایر کاربردها، این مواد باید یا در برابر احتراق مقاوم باشند یا سرعت سوختن کنترل‌شده‌ای (مثلاً ≤70 میلی‌متر در دقیقه برای وسایل نقلیه مسافربری) از خود نشان دهند.

علاوه بر این، ملاحظات شامل موارد زیر است:

• چگالی دود کم و حداقل انتشار گازهای سمیبرای تضمین امنیت مسافران.
• خواص ضد الکتریسیته ساکنبرای جلوگیری از آتش سوزی ناشی از بخار سوخت یا تجمع گرد و غبار.

آمارها نشان می‌دهد که هر خودرو از ۲۰ تا ۴۲ متر مربع مواد نساجی استفاده می‌کند که نشان‌دهنده پتانسیل رشد گسترده در منسوجات خودرو است. این منسوجات به انواع کاربردی و تزئینی طبقه‌بندی می‌شوند و به دلیل نگرانی‌های ایمنی، تأکید فزاینده‌ای بر عملکرد - به‌ویژه بازدارندگی شعله - وجود دارد.

منسوجات مقاوم در برابر شعله با کارایی بالا در موارد زیر استفاده می‌شوند:

• روکش صندلی
• پنل‌های درب
• سیم‌های تایر
• کیسه‌های هوا
• پوشش سقف
• مواد عایق صدا و عایق

پارچه‌های نبافته ساخته شده از پلی‌استر، الیاف کربن، پلی‌پروپیلن و الیاف شیشه نیز به طور گسترده در فضای داخلی خودرو کاربرد دارند.

ترویج استفاده از مواد ضد حریق در فضای داخلی خودرو نه تنها ایمنی سرنشینان را افزایش می‌دهد، بلکه به رفاه اجتماعی نیز کمک می‌کند.