Nyheter

Forskning på flammehemming av bilmaterialer og anvendelsestrender for flammehemmende fibre i kjøretøy

Med den raske utviklingen av bilindustrien har biler – som brukes til pendling eller transport av varer – blitt uunnværlige verktøy i folks liv. Selv om biler gir bekvemmelighet, utgjør de også sikkerhetsrisikoer, som trafikkulykker og selvantennelse. På grunn av den begrensede plassen og brennbare interiørmaterialer er det ofte vanskelig å kontrollere en brann i et kjøretøy når den først bryter ut, noe som setter passasjerenes liv og eiendom i fare. Derfor bør brannsikkerhet i kjøretøy være en viktig bekymring for brukerne.

Årsaker til bilbranner kan generelt sett deles inn i:
(1) Kjøretøyrelaterte faktorer, inkludert elektriske feil, drivstofflekkasjer og mekanisk friksjon forårsaket av feil modifikasjoner, installasjoner eller vedlikehold.
(2) Eksterne faktorer, som kollisjoner, velt, brannstiftelse eller uovervåkede tennkilder.

Nye energikjøretøyer, utstyrt med batterier med høy energitetthet, er spesielt utsatt for branner på grunn av kortslutninger forårsaket av kollisjoner, punkteringer, termisk runaway fra høye temperaturer eller for høy strøm under hurtiglading.

01 Forskning på flammehemming av bilmaterialer

Studiet av flammehemmende materialer startet på slutten av 1800-tallet i USA. Med teknologiske fremskritt de siste årene har det vært nye behov for forskning på flammehemmingen til bilinteriørmaterialer, hovedsakelig innen følgende områder:

Først, teoretisk forskning på flammehemming. I de senere årene har forskere i Kina lagt stor vekt på å studere forbrenningsmekanismer for ulike fibre og plasttyper, samt bruken av flammehemmere.

For det andre, utvikling av flammehemmende materialer. For tiden er det mange typer flammehemmende materialer under utvikling. Internasjonalt har materialer som PPS, karbonfiber og glassfiber blitt brukt med hell i ulike bransjer.

For det tredje, forskning på flammehemmende stoffer. Flammehemmende stoffer er enkle å produsere og svært effektive. Selv om flammehemmende bomullsstoffer allerede er godt utviklet, er forskningen på andre flammehemmende tekstiler fortsatt begrenset i Kina.

For det fjerde, forskrifter og testmetoder for flammehemmende materialer.

Materialer til bilinteriør kan grovt sett klassifiseres i tre kategorier:

Fiberbaserte materialer (f.eks. seter, tepper, sikkerhetsbelter) – de mest brukte og i direkte kontakt med passasjerer.
Plastbaserte materialer.
Gummibaserte materialer.

Fiberbaserte materialer, som er svært brannfarlige og befinner seg i nærheten av passasjerer, utgjør en betydelig risiko ved brann. I tillegg er noen kjøretøykomponenter, som batterier og motorer, plassert i nærheten av tekstilmaterialer, noe som øker sannsynligheten for brannspredning. Derfor er det avgjørende å studere flammehemmingen til bilinteriørmaterialer for å forsinke forbrenning og gi passasjerene mer tid til å rømme.

02 Klassifisering av flammehemmende fibre

I industrielle tekstilapplikasjoner utgjør biltekstiler en betydelig andel. En gjennomsnittlig personbil inneholder omtrent 20–40 kg interiørmaterialer, hvorav det meste er tekstiler, inkludert setetrekk, puter, sikkerhetsbelter og nakkestøtter. Disse materialene er nært knyttet til sikkerheten til sjåfører og passasjerer, noe som nødvendiggjør flammehemmende egenskaper for å redusere flammespredning og øke rømningstiden.

Flammehemmende fibreer definert som fibre som enten ikke antennes eller brenner ufullstendig ved kontakt med en brannkilde, produserer minimale flammer og selvslukkes raskt når brannkilden er fjernet. Begrensende oksygenindeks (LOI) brukes ofte til å måle brennbarhet, der en LOI over 21 % indikerer lav brennbarhet.

Flammehemmende fibre er delt inn i to kategorier:

Naturlig flammehemmende fibre
Disse fibrene har innebygde flammehemmende grupper i polymerkjedene sine, noe som forbedrer termisk stabilitet, øker nedbrytningstemperaturer, undertrykker generering av brennbar gass og fremmer dannelse av forkulling. Eksempler inkluderer:

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

Meta-aramid-, polysulfonamid-, polyimid- og PPS-fibre har allerede blitt masseprodusert i Kina.

Modifiserte flammehemmende fibre
Disse fibrene oppnår flammehemming gjennom tilsetningsstoffer eller overflatebehandlinger, inkludert:

Flammehemmende polyester
Flammehemmende nylon
Flammehemmende viskose
Flammehemmende polypropylen

Modifikasjonsmetoder inkluderer kopolymerisering, blanding, komposittspinning, poding og etterbehandling.

03 Anvendelser av høytytende flammehemmende fibre i bilbeskyttelse

Flammehemmende materialer for biler må oppfylle spesifikke krav på grunn av plassbegrensninger. I motsetning til andre bruksområder, bør disse materialene enten motstå antennelse eller ha kontrollerte brennhastigheter (f.eks. ≤70 mm/min for personbiler).

I tillegg inkluderer vurderinger:

Lav røyktetthet og minimale utslipp av giftige gasserfor å sikre passasjerenes sikkerhet.
Antistatiske egenskaperfor å forhindre branner forårsaket av drivstoffdamp eller støvopphopning.

Statistikk viser at hver bil bruker 20–42 m² tekstilmaterialer, noe som indikerer et stort vekstpotensial innen biltekstiler. Disse tekstilene er kategorisert i funksjonelle og dekorative typer, med økende vekt på funksjonalitet – spesielt flammehemming – på grunn av sikkerhetshensyn.

Høytytende flammehemmende tekstiler brukes i: