Ymchwil ar Wrth-fflam Deunyddiau Modurol a Thueddiadau Cymhwyso Ffibrau Gwrth-fflam mewn Cerbydau

Ymchwil ar Wrth-fflam Deunyddiau Modurol a Thueddiadau Cymhwyso Ffibrau Gwrth-fflam mewn Cerbydau

Gyda datblygiad cyflym y diwydiant modurol, mae ceir—a ddefnyddir ar gyfer cymudo neu gludo nwyddau—wedi dod yn offer anhepgor ym mywydau pobl. Er bod ceir yn darparu cyfleustra, maent hefyd yn peri risgiau diogelwch, fel damweiniau traffig a hylosgi digymell. Oherwydd y lle cyfyng a'r deunyddiau mewnol fflamadwy, unwaith y bydd tân yn torri allan mewn cerbyd, mae'n aml yn anodd ei reoli, gan beryglu bywydau ac eiddo teithwyr. Felly, dylai diogelwch tân mewn cerbydau fod yn bryder mawr i ddefnyddwyr.

Yn gyffredinol, gellir categoreiddio achosion tanau cerbydau yn:
(1) Ffactorau sy'n gysylltiedig â cherbydau, gan gynnwys namau trydanol, gollyngiadau tanwydd, a ffrithiant mecanyddol a achosir gan addasiadau, gosodiadau neu waith cynnal a chadw amhriodol.
(2) Ffactorau allanol, megis gwrthdrawiadau, rholio drosodd, llosgi bwriadol, neu ffynonellau tanio heb oruchwyliaeth.

Mae cerbydau ynni newydd, sydd â batris pŵer dwysedd ynni uchel, yn arbennig o dueddol o danau oherwydd cylchedau byr a achosir gan wrthdrawiadau, tyllu, rhedeg i ffwrdd thermol o dymheredd uchel, neu gerrynt gormodol yn ystod gwefru cyflym.

01 Ymchwil ar Ataliaeth Fflam Deunyddiau Modurol

Dechreuodd astudio deunyddiau gwrth-fflam ddiwedd y 19eg ganrif yn yr Unol Daleithiau. Gyda datblygiadau mewn technoleg yn ystod y blynyddoedd diwethaf, bu galw newydd am ymchwil ar wrth-fflam deunyddiau mewnol modurol, yn bennaf yn y meysydd canlynol:

Yn gyntaf, ymchwil ddamcaniaethol ar atal fflam. Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, mae ymchwilwyr yn Tsieina wedi rhoi pwyslais mawr ar astudio mecanweithiau hylosgi gwahanol ffibrau a phlastigau, yn ogystal â chymhwyso atalyddion fflam.

Yn ail, datblygu deunyddiau gwrth-fflam. Ar hyn o bryd, mae llawer o fathau o ddeunyddiau gwrth-fflam yn cael eu datblygu. Yn rhyngwladol, mae deunyddiau fel PPS, ffibr carbon, a ffibr gwydr wedi cael eu defnyddio'n llwyddiannus ar draws amrywiol ddiwydiannau.

Yn drydydd, ymchwil ar ffabrigau gwrth-fflam. Mae ffabrigau gwrth-fflam yn hawdd i'w cynhyrchu ac yn hynod effeithlon. Er bod ffabrigau cotwm gwrth-fflam eisoes wedi'u datblygu'n dda, mae ymchwil ar decstilau gwrth-fflam eraill yn parhau i fod yn gyfyngedig yn Tsieina.

Yn bedwerydd, rheoliadau a dulliau profi ar gyfer deunyddiau gwrth-fflam.

Gellir dosbarthu deunyddiau mewnol modurol yn fras yn dair categori:

1. Deunyddiau sy'n seiliedig ar ffibr (e.e. seddi, carpedi, gwregysau diogelwch)—y rhai a ddefnyddir fwyaf ac sydd mewn cysylltiad uniongyrchol â theithwyr.
2. Deunyddiau sy'n seiliedig ar blastig.
3. Deunyddiau wedi'u seilio ar rwber.

Mae deunyddiau sy'n seiliedig ar ffibr, gan eu bod yn hynod fflamadwy ac yn agos at deithwyr, yn peri risgiau sylweddol rhag ofn tân. Yn ogystal, mae rhai cydrannau cerbydau, fel batris ac injans, wedi'u lleoli ger deunyddiau tecstilau, gan gynyddu'r tebygolrwydd y bydd tân yn lledaenu. Felly, mae astudio gwrth-fflam deunyddiau mewnol modurol yn hanfodol i ohirio hylosgi a darparu mwy o amser dianc i deithwyr.

02 Dosbarthiad Ffibrau Gwrth-fflam

Mewn cymwysiadau tecstilau diwydiannol, mae tecstilau modurol yn meddiannu cyfran sylweddol. Mae car teithwyr cyffredin yn cynnwys tua 20–40 kg o ddeunyddiau mewnol, y mae'r rhan fwyaf ohonynt yn decstilau, gan gynnwys gorchuddion sedd, clustogau, gwregysau diogelwch, a phenrestiau. Mae'r deunyddiau hyn yn gysylltiedig yn agos â diogelwch gyrwyr a theithwyr, gan olygu bod angen priodweddau gwrth-fflam i arafu lledaeniad fflam a chynyddu amser dianc.

Ffibrau gwrth-fflamwedi'u diffinio fel ffibrau nad ydynt yn tanio neu'n llosgi'n anghyflawn ar ôl dod i gysylltiad â ffynhonnell dân, gan gynhyrchu fflamau lleiaf posibl a hunan-ddiffodd yn gyflym ar ôl i'r ffynhonnell dân gael ei symud. Defnyddir y Mynegai Ocsigen Cyfyngol (LOI) yn gyffredin i fesur fflamadwyedd, gyda LOI uwchlaw 21% yn dynodi fflamadwyedd isel.

Mae ffibrau gwrth-fflam wedi'u rhannu'n ddau gategori:

1. Ffibrau Gwrth-fflam Cynhenid
   Mae gan y ffibrau hyn grwpiau gwrth-fflam adeiledig yn eu cadwyni polymer, gan wella sefydlogrwydd thermol, cynyddu tymereddau dadelfennu, atal cynhyrchu nwy fflamadwy, a hyrwyddo ffurfio siarcol. Mae enghreifftiau'n cynnwys:

• Ffibrau aramid (e.e., para-aramid, meta-aramid)
• Ffibrau polyimid (e.e., Kermel, P84)
• Ffibrau polyffenylen sylffid (PPS)
• Ffibrau polybenzimidazole (PBI)
• Ffibrau melamin (e.e., Basofil)

Mae ffibrau meta-aramid, polysulfonamid, polyimid, a PPS eisoes wedi'u cynhyrchu'n dorfol yn Tsieina.

1. Ffibrau Gwrth-fflam wedi'u haddasu
   Mae'r ffibrau hyn yn caffael gwrth-fflam trwy ychwanegion neu driniaethau arwyneb, gan gynnwys:

• Polyester gwrth-fflam
• Neilon gwrth-fflam
• Fiscos gwrth-fflam
• Polypropylen gwrth-fflam

Mae dulliau addasu yn cynnwys copolymerization, cymysgu, nyddu cyfansawdd, impio, ac ôl-orffen.

03 Cymwysiadau Ffibrau Gwrthfflam Perfformiad Uchel mewn Diogelu Modurol

Rhaid i ddeunyddiau gwrth-fflam modurol fodloni gofynion penodol oherwydd cyfyngiadau gofod. Yn wahanol i gymwysiadau eraill, dylai'r deunyddiau hyn naill ai wrthsefyll tanio neu arddangos cyfraddau llosgi rheoledig (e.e., ≤70 mm/mun ar gyfer cerbydau teithwyr).

Yn ogystal, mae ystyriaethau'n cynnwys:

• Dwysedd mwg isel ac allyriadau nwyon gwenwynig lleiaf posibli sicrhau diogelwch teithwyr.
• Priodweddau gwrth-statigi atal tanau a achosir gan anwedd tanwydd neu groniad llwch.

Mae ystadegau'n dangos bod pob car yn defnyddio 20–42 m² o ddeunyddiau tecstilau, sy'n dynodi potensial twf enfawr mewn tecstilau modurol. Mae'r tecstilau hyn wedi'u categoreiddio'n fathau swyddogaethol ac addurnol, gyda phwyslais cynyddol ar ymarferoldeb—yn enwedig atal fflam—oherwydd pryderon diogelwch.

Defnyddir tecstilau gwrth-fflam perfformiad uchel yn:

• Gorchuddion sedd
• Paneli drysau
• Cordiau teiars
• Bagiau awyr
• Leininau to
• Deunyddiau inswleiddio a gwrthsain

Mae ffabrigau heb eu gwehyddu wedi'u gwneud o polyester, ffibr carbon, polypropylen, a ffibr gwydr hefyd yn cael eu defnyddio'n helaeth mewn tu mewn modurol.

Mae hyrwyddo tu mewn i geir sy'n gwrthsefyll fflam nid yn unig yn gwella diogelwch teithwyr ond hefyd yn cyfrannu at lesiant cymdeithasol.