Onderzoek naar vlamvertraging van automaterialen en toepassingstrends van vlamvertragende vezels in voertuigen
Met de snelle ontwikkeling van de auto-industrie zijn auto's – gebruikt voor woon-werkverkeer of goederenvervoer – onmisbaar geworden in het leven van mensen. Hoewel auto's gemak bieden, brengen ze ook veiligheidsrisico's met zich mee, zoals verkeersongevallen en zelfontbranding. Door de beperkte ruimte en brandbare interieurmaterialen is een brand in een voertuig vaak moeilijk te beheersen, waardoor het leven en de eigendommen van de passagiers in gevaar komen. Brandveiligheid in voertuigen moet daarom een belangrijke zorg zijn voor gebruikers.
Oorzaken van voertuigbranden kunnen over het algemeen worden gecategoriseerd in:
(1) Voertuiggerelateerde factoren, waaronder elektrische storingen, brandstoflekken en mechanische wrijving veroorzaakt door onjuiste modificaties, installaties of onderhoud.
(2) Externe factoren, zoals botsingen, omrollen, brandstichting of onbeheerde ontstekingsbronnen.
Nieuwe energievoertuigen, uitgerust met accu's met een hoge energiedichtheid, zijn bijzonder gevoelig voor brand als gevolg van kortsluiting door botsingen, lekken, thermische runaway door hoge temperaturen of overstroom tijdens snelladen.
01 Onderzoek naar vlamvertraging van automaterialen
De studie naar vlamvertragende materialen begon eind 19e eeuw in de Verenigde Staten. Met de technologische vooruitgang van de afgelopen jaren is er een nieuwe vraag ontstaan naar onderzoek naar de vlamvertragende eigenschappen van auto-interieurmaterialen, met name op de volgende gebieden:
Ten eerste theoretisch onderzoek naar vlamvertraging. De laatste jaren hebben onderzoekers in China veel aandacht besteed aan het bestuderen van de verbrandingsmechanismen van verschillende vezels en kunststoffen, en aan de toepassing van vlamvertragers.
Ten tweede, de ontwikkeling van vlamvertragende materialen. Momenteel zijn er vele soorten vlamvertragende materialen in ontwikkeling. Internationaal worden materialen zoals PPS, koolstofvezel en glasvezel met succes toegepast in diverse industrieën.
Ten derde, onderzoek naar vlamvertragende stoffen. Vlamvertragende stoffen zijn eenvoudig te produceren en zeer efficiënt. Hoewel vlamvertragende katoenen stoffen al goed ontwikkeld zijn, is het onderzoek naar andere vlamvertragende textielsoorten in China nog beperkt.
Ten vierde: regelgeving en testmethoden voor brandvertragende materialen.
Auto-interieurmaterialen kunnen grofweg worden ingedeeld in drie categorieën:
- Vezelgebaseerde materialen (bijvoorbeeld stoelen, tapijten, veiligheidsgordels) zijn het meest gebruikt en staan in direct contact met passagiers.
- Materialen op basis van kunststof.
- Materialen op rubberbasis.
Vezelmaterialen zijn zeer brandbaar en bevinden zich dicht bij passagiers, wat aanzienlijke risico's met zich meebrengt bij brand. Bovendien bevinden sommige voertuigonderdelen, zoals accu's en motoren, zich in de buurt van textiel, waardoor de kans op branduitbreiding toeneemt. Daarom is het cruciaal om de brandvertragende eigenschappen van auto-interieurmaterialen te bestuderen om verbranding te vertragen en passagiers meer vluchttijd te bieden.
02 Classificatie van vlamvertragende vezels
In industriële textieltoepassingen neemt autotextiel een aanzienlijk deel in. Een gemiddelde personenauto bevat ongeveer 20-40 kg aan interieurmaterialen, waarvan het grootste deel textiel is, zoals stoelhoezen, kussens, veiligheidsgordels en hoofdsteunen. Deze materialen zijn nauw verbonden met de veiligheid van bestuurders en passagiers, waardoor vlamvertragende eigenschappen noodzakelijk zijn om de verspreiding van vlammen te vertragen en de vluchttijd te verlengen.
Vlamvertragende vezelsWorden gedefinieerd als vezels die niet ontbranden of onvolledig verbranden bij contact met een vuurbron, minimale vlammen produceren en snel zelfdovend zijn zodra de vuurbron is verwijderd. De Limiting Oxygen Index (LOI) wordt vaak gebruikt om de ontvlambaarheid te meten. Een LOI boven de 21% duidt op een lage ontvlambaarheid.
Vlamvertragende vezels worden onderverdeeld in twee categorieën:
- Inherent vlamvertragende vezels
Deze vezels bevatten ingebouwde vlamvertragende groepen in hun polymeerketens, wat de thermische stabiliteit verbetert, de ontledingstemperaturen verhoogt, de ontwikkeling van brandbare gassen onderdrukt en verkoling bevordert. Voorbeelden hiervan zijn:
- Aramidevezels (bijv. para-aramide, meta-aramide)
- Polyimidevezels (bijv. Kermel, P84)
- Polyfenyleensulfide (PPS) vezels
- Polybenzimidazool (PBI) vezels
- Melaminevezels (bijv. Basofil)
Meta-aramide-, polysulfonamide-, polyimide- en PPS-vezels worden al massaal in China geproduceerd.
- Gemodificeerde vlamvertragende vezels
Deze vezels verkrijgen vlamvertragende eigenschappen door toevoegingen of oppervlaktebehandelingen, waaronder:
- Vlamvertragend polyester
- Vlamvertragend nylon
- Vlamvertragende viscose
- Vlamvertragend polypropyleen
Modificatiemethoden omvatten copolymerisatie, mengen, composiet spinnen, enten en nabewerking.
03 Toepassingen van hoogwaardige vlamvertragende vezels in de autobescherming
Vlamvertragende materialen voor auto's moeten vanwege ruimtebeperkingen aan specifieke eisen voldoen. In tegenstelling tot andere toepassingen moeten deze materialen ofwel bestand zijn tegen ontbranding ofwel een gecontroleerde brandsnelheid hebben (bijv. ≤ 70 mm/min voor personenauto's).
Daarnaast kunnen de volgende overwegingen een rol spelen:
- Lage rookdichtheid en minimale uitstoot van giftige gassenom de veiligheid van de passagiers te garanderen.
- Antistatische eigenschappenom branden te voorkomen die ontstaan door brandstofdampen of stofophopingen.
Statistieken tonen aan dat elke auto 20 tot 42 m² aan textiel gebruikt, wat wijst op een enorm groeipotentieel voor autotextiel. Deze textielsoorten worden gecategoriseerd in functionele en decoratieve types, waarbij functionaliteit – met name brandvertraging – steeds belangrijker wordt vanwege veiligheidsoverwegingen.
Hoogwaardige vlamvertragende textielsoorten worden gebruikt in:
- Stoelhoezen
- Deurpanelen
- Bandenkoorden
- Airbags
- Dakbekleding
- Geluidsisolatie- en isolatiematerialen
Ook in auto-interieurs worden veel non-woven stoffen van polyester, koolstofvezel, polypropyleen en glasvezel toegepast.
Het promoten van brandvertragende auto-interieurs verbetert niet alleen de veiligheid van de passagiers, maar draagt ook bij aan het maatschappelijk welzijn.
Plaatsingstijd: 22-04-2025
