ข่าว

งานวิจัยเกี่ยวกับการหน่วงไฟของวัสดุสำหรับยานยนต์และแนวโน้มการประยุกต์ใช้เส้นใยหน่วงไฟในรถยนต์

ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมยานยนต์ รถยนต์ซึ่งใช้ในการเดินทางไปทำงานหรือขนส่งสินค้าได้กลายเป็นสิ่งจำเป็นอย่างยิ่งในชีวิตของผู้คน แม้ว่ารถยนต์จะให้ความสะดวกสบาย แต่ก็มีความเสี่ยงด้านความปลอดภัย เช่น อุบัติเหตุทางจราจรและการเกิดไฟไหม้เอง เนื่องจากพื้นที่ภายในจำกัดและวัสดุภายในที่ติดไฟได้ง่าย เมื่อเกิดไฟไหม้ในรถยนต์แล้ว มักควบคุมได้ยาก ทำให้ชีวิตและทรัพย์สินของผู้โดยสารตกอยู่ในอันตราย ดังนั้น ความปลอดภัยจากอัคคีภัยในรถยนต์จึงควรเป็นเรื่องสำคัญที่ผู้ใช้งานควรให้ความสนใจ

สาเหตุของการเกิดไฟไหม้รถยนต์โดยทั่วไปสามารถแบ่งออกได้เป็น:
(1) ปัจจัยที่เกี่ยวข้องกับยานพาหนะ รวมถึงความผิดพลาดทางไฟฟ้า การรั่วไหลของเชื้อเพลิง และแรงเสียดทานเชิงกลที่เกิดจากการดัดแปลง การติดตั้ง หรือการบำรุงรักษาที่ไม่เหมาะสม
(2) ปัจจัยภายนอก เช่น การชน การพลิควคว่ำ การวางเพลิง หรือแหล่งกำเนิดประกายไฟที่ไม่มีผู้ดูแล

รถยนต์พลังงานใหม่ที่ติดตั้งแบตเตอรี่พลังงานความหนาแน่นสูง มีแนวโน้มที่จะเกิดไฟไหม้ได้ง่ายเป็นพิเศษ เนื่องจากไฟฟ้าลัดวงจรที่เกิดจากการชน การถูกเจาะยาง การเกิดความร้อนสูงเกินไป หรือกระแสไฟฟ้าเกินขณะชาร์จเร็ว

01 การวิจัยเกี่ยวกับการหน่วงไฟของวัสดุสำหรับยานยนต์

การศึกษาเกี่ยวกับวัสดุหน่วงไฟเริ่มต้นขึ้นในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 ในสหรัฐอเมริกา ด้วยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา จึงมีความต้องการวิจัยใหม่ๆ เกี่ยวกับการหน่วงไฟของวัสดุภายในรถยนต์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในด้านต่อไปนี้:

ประการแรก การวิจัยเชิงทฤษฎีเกี่ยวกับการหน่วงไฟ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา นักวิจัยในประเทศจีนให้ความสำคัญอย่างมากกับการศึกษาเกี่ยวกับกลไกการเผาไหม้ของเส้นใยและพลาสติกชนิดต่างๆ รวมถึงการประยุกต์ใช้สารหน่วงไฟ

ประการที่สอง การพัฒนาวัสดุหน่วงไฟ ปัจจุบันมีวัสดุหน่วงไฟหลายประเภทที่อยู่ระหว่างการพัฒนา ในระดับสากล วัสดุเช่น PPS เส้นใยคาร์บอน และเส้นใยแก้ว ได้ถูกนำไปประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ อย่างประสบความสำเร็จ

ประการที่สาม การวิจัยเกี่ยวกับผ้ากันไฟ ผ้ากันไฟผลิตได้ง่ายและมีประสิทธิภาพสูง ในขณะที่ผ้าฝ้ายกันไฟได้รับการพัฒนาอย่างดีแล้ว การวิจัยเกี่ยวกับสิ่งทอกันไฟชนิดอื่น ๆ ยังคงมีจำกัดในประเทศจีน

ประการที่สี่ กฎระเบียบและวิธีการทดสอบสำหรับวัสดุหน่วงไฟ

วัสดุที่ใช้ตกแต่งภายในรถยนต์สามารถแบ่งออกได้เป็น 3 ประเภทหลักๆ ดังนี้:

วัสดุที่ทำจากเส้นใย (เช่น เบาะที่นั่ง พรม เข็มขัดนิรภัย) เป็นวัสดุที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดและสัมผัสกับผู้โดยสารโดยตรง
วัสดุที่ทำจากพลาสติก
วัสดุที่ทำจากยาง

วัสดุที่ทำจากเส้นใยนั้นติดไฟได้ง่ายและอยู่ใกล้กับผู้โดยสาร จึงก่อให้เกิดความเสี่ยงอย่างมากในกรณีเกิดเพลิงไหม้ นอกจากนี้ ชิ้นส่วนบางอย่างของรถยนต์ เช่น แบตเตอรี่และเครื่องยนต์ ยังอยู่ใกล้กับวัสดุสิ่งทอ ซึ่งเพิ่มโอกาสที่ไฟจะลุกลาม ดังนั้น การศึกษาคุณสมบัติการหน่วงไฟของวัสดุภายในรถยนต์จึงมีความสำคัญอย่างยิ่งในการชะลอการลุกลามของไฟและเพิ่มเวลาในการหนีออกจากรถสำหรับผู้โดยสาร

02 การจำแนกประเภทของเส้นใยหน่วงไฟ

ในอุตสาหกรรมสิ่งทอ สิ่งทอสำหรับยานยนต์มีสัดส่วนที่สำคัญ รถยนต์นั่งส่วนบุคคลโดยเฉลี่ยมีวัสดุภายในประมาณ 20-40 กิโลกรัม ซึ่งส่วนใหญ่เป็นสิ่งทอ ได้แก่ ผ้าหุ้มเบาะ เบาะรองนั่ง เข็มขัดนิรภัย และพนักพิงศีรษะ วัสดุเหล่านี้มีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับความปลอดภัยของผู้ขับขี่และผู้โดยสาร จึงจำเป็นต้องมีคุณสมบัติหน่วงไฟเพื่อชะลอการลุกลามของเปลวไฟและเพิ่มเวลาในการหนีออกจากรถ

เส้นใยหน่วงไฟเส้นใยที่ติดไฟยาก หมายถึง เส้นใยที่ไม่ติดไฟหรือไหม้ไม่สมบูรณ์เมื่อสัมผัสกับแหล่งกำเนิดไฟ ทำให้เกิดเปลวไฟน้อยมากและดับลงอย่างรวดเร็วเมื่อนำแหล่งกำเนิดไฟออกไป ดัชนีออกซิเจนจำกัด (LOI) มักใช้ในการวัดความสามารถในการติดไฟ โดยค่า LOI ที่สูงกว่า 21% แสดงว่าติดไฟยาก

เส้นใยหน่วงไฟแบ่งออกเป็นสองประเภท:

เส้นใยทนไฟโดยธรรมชาติ
เส้นใยเหล่านี้มีหมู่สารหน่วงไฟในตัวอยู่ในสายโซ่พอลิเมอร์ ช่วยเพิ่มเสถียรภาพทางความร้อน เพิ่มอุณหภูมิการสลายตัว ยับยั้งการเกิดก๊าซไวไฟ และส่งเสริมการก่อตัวของถ่าน ตัวอย่างเช่น:

เส้นใยอะรามิด (เช่น พาราอะรามิด, เมตาอะรามิด)
เส้นใยโพลีอิไมด์ (เช่น Kermel, P84)
เส้นใยโพลีฟีนิลีนซัลไฟด์ (PPS)
เส้นใยโพลีเบนซิมิดาโซล (PBI)
เส้นใยเมลามีน (เช่น บาโซฟิล)

เส้นใยเมตาอะรามิด โพลีซัลโฟนาไมด์ โพลีอิไมด์ และ PPS ได้ถูกผลิตในปริมาณมากแล้วในประเทศจีน

เส้นใยหน่วงไฟดัดแปลง
เส้นใยเหล่านี้มีคุณสมบัติหน่วงไฟได้ด้วยการเติมสารหรือการปรับสภาพพื้นผิว ซึ่งรวมถึง:

โพลีเอสเตอร์ทนไฟ
ไนลอนทนไฟ
วิสโคสหน่วงไฟ
โพลีโพรพีลีนทนไฟ

วิธีการดัดแปลงโครงสร้าง ได้แก่ การโคพอลิเมอไรเซชัน การผสม การปั่นเส้นใยคอมโพสิต การกราฟต์ และการตกแต่งขั้นสุดท้าย

03 การประยุกต์ใช้เส้นใยหน่วงไฟประสิทธิภาพสูงในการป้องกันยานยนต์

วัสดุหน่วงไฟสำหรับยานยนต์ต้องเป็นไปตามข้อกำหนดเฉพาะเนื่องจากข้อจำกัดด้านพื้นที่ แตกต่างจากงานใช้งานอื่นๆ วัสดุเหล่านี้ควรต้านทานการจุดติดไฟหรือมีอัตราการเผไหม้ที่ควบคุมได้ (เช่น ≤70 มม./นาที สำหรับรถยนต์นั่งส่วนบุคคล)

นอกจากนี้ ยังมีปัจจัยอื่นๆ ที่ควรพิจารณา ได้แก่:

ความหนาแน่นของควันต่ำและการปล่อยก๊าซพิษน้อยที่สุดเพื่อความปลอดภัยของผู้โดยสาร
คุณสมบัติป้องกันไฟฟ้าสถิตเพื่อป้องกันไฟไหม้ที่เกิดจากไอระเหยของเชื้อเพลิงหรือฝุ่นละอองสะสม

สถิติแสดงให้เห็นว่ารถยนต์แต่ละคันใช้สิ่งทอ 20–42 ตารางเมตร ซึ่งบ่งชี้ถึงศักยภาพการเติบโตอย่างมหาศาลในอุตสาหกรรมสิ่งทอสำหรับยานยนต์ สิ่งทอเหล่านี้แบ่งออกเป็นประเภทใช้งานและประเภทตกแต่ง โดยเน้นที่ฟังก์ชันการใช้งานมากขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งคุณสมบัติในการหน่วงไฟ เนื่องจากข้อกังวลด้านความปลอดภัย

ผ้าที่มีคุณสมบัติหน่วงไฟประสิทธิภาพสูงถูกนำไปใช้ในงานต่างๆ ดังนี้: