Tin tức

Nghiên cứu về khả năng chống cháy của vật liệu ô tô và xu hướng ứng dụng sợi chống cháy trong xe cộ

Với sự phát triển nhanh chóng của ngành công nghiệp ô tô, ô tô - được sử dụng để đi lại hoặc vận chuyển hàng hóa - đã trở thành phương tiện không thể thiếu trong cuộc sống của con người. Tuy mang lại sự tiện lợi, ô tô cũng tiềm ẩn những rủi ro về an toàn, chẳng hạn như tai nạn giao thông và tự bốc cháy. Do không gian hạn chế và vật liệu nội thất dễ cháy, một khi hỏa hoạn xảy ra trong xe thường rất khó kiểm soát, gây nguy hiểm đến tính mạng và tài sản của hành khách. Vì vậy, an toàn phòng cháy chữa cháy trên xe ô tô cần được người sử dụng đặc biệt quan tâm.

Nguyên nhân gây cháy xe thường có thể được phân loại thành:
(1) Các yếu tố liên quan đến xe, bao gồm lỗi điện, rò rỉ nhiên liệu và ma sát cơ học do sửa đổi, lắp đặt hoặc bảo trì không đúng cách.
(2) Các yếu tố bên ngoài, chẳng hạn như va chạm, lật xe, đốt phá hoặc nguồn gây cháy không được giám sát.

Xe năng lượng mới, được trang bị pin năng lượng mật độ cao, đặc biệt dễ xảy ra hỏa hoạn do hiện tượng đoản mạch do va chạm, thủng, nhiệt độ tăng cao hoặc dòng điện quá mức trong quá trình sạc nhanh.

01 Nghiên cứu khả năng chống cháy của vật liệu ô tô

Nghiên cứu về vật liệu chống cháy bắt đầu vào cuối thế kỷ 19 tại Hoa Kỳ. Với những tiến bộ công nghệ trong những năm gần đây, nhu cầu nghiên cứu về khả năng chống cháy của vật liệu nội thất ô tô đã tăng lên, chủ yếu trong các lĩnh vực sau:

Đầu tiên là nghiên cứu lý thuyết về chất chống cháy. Trong những năm gần đây, các nhà nghiên cứu Trung Quốc đã rất chú trọng nghiên cứu cơ chế cháy của các loại sợi và nhựa khác nhau, cũng như ứng dụng của chất chống cháy.

Thứ hai, phát triển vật liệu chống cháy. Hiện nay, có rất nhiều loại vật liệu chống cháy đang được phát triển. Trên thế giới, các vật liệu như PPS, sợi carbon và sợi thủy tinh đã được ứng dụng thành công trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau.

Thứ ba, nghiên cứu về vải chống cháy. Vải chống cháy dễ sản xuất và hiệu quả cao. Mặc dù vải cotton chống cháy đã được phát triển tốt, nhưng nghiên cứu về các loại vải chống cháy khác ở Trung Quốc vẫn còn hạn chế.

Thứ tư, quy định và phương pháp thử nghiệm vật liệu chống cháy.

Vật liệu nội thất ô tô có thể được phân loại thành ba loại:

Vật liệu dạng sợi (ví dụ: ghế, thảm, dây an toàn) - được sử dụng rộng rãi nhất và tiếp xúc trực tiếp với hành khách.
Vật liệu gốc nhựa.
Vật liệu gốc cao su.

Vật liệu sợi, vốn dễ cháy và nằm gần hành khách, gây ra rủi ro đáng kể trong trường hợp hỏa hoạn. Ngoài ra, một số bộ phận của xe, chẳng hạn như pin và động cơ, được đặt gần vật liệu dệt, làm tăng khả năng cháy lan. Do đó, việc nghiên cứu khả năng chống cháy của vật liệu nội thất ô tô là rất quan trọng để trì hoãn quá trình cháy và tăng thời gian thoát hiểm cho hành khách.

02 Phân loại sợi chống cháy

Trong các ứng dụng dệt may công nghiệp, vải dệt ô tô chiếm một tỷ trọng đáng kể. Trung bình, một chiếc xe du lịch chứa khoảng 20–40 kg vật liệu nội thất, phần lớn là vải dệt, bao gồm vỏ bọc ghế, đệm, dây an toàn và tựa đầu. Những vật liệu này liên quan mật thiết đến sự an toàn của tài xế và hành khách, đòi hỏi phải có đặc tính chống cháy để làm chậm sự lan truyền của ngọn lửa và tăng thời gian thoát hiểm.

Sợi chống cháyđược định nghĩa là các sợi không bắt lửa hoặc cháy không hoàn toàn khi tiếp xúc với nguồn lửa, tạo ra ngọn lửa tối thiểu và tự dập tắt nhanh chóng khi nguồn lửa được loại bỏ. Chỉ số oxy giới hạn (LOI) thường được sử dụng để đo khả năng bắt lửa, với LOI trên 21% cho thấy khả năng bắt lửa thấp.

Sợi chống cháy được chia thành hai loại:

Sợi chống cháy vốn có
Các sợi này có chứa nhóm chất chống cháy tích hợp trong chuỗi polymer, giúp tăng cường độ ổn định nhiệt, tăng nhiệt độ phân hủy, ngăn chặn sự hình thành khí dễ cháy và thúc đẩy quá trình hình thành than. Ví dụ bao gồm:

Sợi aramid (ví dụ, para-aramid, meta-aramid)
Sợi polyimide (ví dụ, Kermel, P84)
Sợi polyphenylene sulfide (PPS)
Sợi polybenzimidazole (PBI)
Sợi melamine (ví dụ, Basofil)

Các sợi meta-aramid, polysulfonamide, polyimide và PPS đã được sản xuất hàng loạt ở Trung Quốc.

Sợi chống cháy biến tính
Các sợi này có khả năng chống cháy thông qua các chất phụ gia hoặc xử lý bề mặt, bao gồm:

Polyester chống cháy
Nylon chống cháy
Viscose chống cháy
Polypropylene chống cháy

Các phương pháp biến đổi bao gồm đồng trùng hợp, pha trộn, kéo sợi tổng hợp, ghép và hoàn thiện sau.

03 Ứng dụng của sợi chống cháy hiệu suất cao trong bảo vệ ô tô

Vật liệu chống cháy ô tô phải đáp ứng các yêu cầu cụ thể do hạn chế về không gian. Không giống như các ứng dụng khác, vật liệu này phải chống bắt lửa hoặc có tốc độ cháy được kiểm soát (ví dụ: ≤70 mm/phút đối với xe chở khách).

Ngoài ra, cần cân nhắc thêm:

Mật độ khói thấp và lượng khí thải độc hại tối thiểuđể đảm bảo an toàn cho hành khách.
Tính chất chống tĩnh điệnđể ngăn ngừa hỏa hoạn do hơi nhiên liệu hoặc bụi tích tụ.

Thống kê cho thấy mỗi chiếc xe sử dụng 20–42 m² vật liệu dệt, cho thấy tiềm năng tăng trưởng to lớn của ngành dệt may ô tô. Các loại vải này được phân loại thành loại chức năng và loại trang trí, với trọng tâm ngày càng tăng là chức năng - đặc biệt là khả năng chống cháy - do lo ngại về an toàn.

Vải chống cháy hiệu suất cao được sử dụng trong: