الألياف المركبة المقاومة للنار

الألياف المركبة المقاومة للحريق هي مادة تستخدم لجعل الشيء آمن في حالة حريق.الألياف المركبة المقاومة للنارعادة ما تكون مصنوعة من مزيج من مواد اثنين أو أكثر مثل ألياف الكربون وراتش البوليمر.إنه خيار رائع للعديد من التطبيقات المختلفة بسبب مقاومة الحرارة العالية وقوتهكما أنها مقاومة للمواد الكيميائية والتكسير. وهذا يجعلها خيارًا جيدًا لتطبيقات الطيران والفضاء والصناعات المطالبة الأخرى مثل الملاحة البحرية والنفط والغاز.

في حين أن المواد المركبة تقدم مزايا على الأجزاء المعدنية في بعض التطبيقات ، إلا أن قابلية احتراقها المتأصلة هي قيود كبيرة.هذا الخطر المرتبط بالحريق يثير مخاوف كبيرة بشأن سلامة الطائرة، والصناعات السكك الحديدية والبحرية حيث يتم نشر الهياكل FRP بشكل متزايد. التحدي الرئيسي هو تطوير حلول لتحسين أداء النار من المواد المركبة.

على الرغم من خصائصها الميكانيكية الكبرى المثيرة للإعجاب، الألياف الكربونية التقليدية (CF) والبوليمر المنسوجات المربعة بالألياف الزجاجية تتحلل وتنهار في وجود النار،إطلاق غازات سامة ودخان وتسريع انتشار اللهب الجانبيوعلاوة على ذلك، فإن CF غير العضوية وألياف الزجاج تقود الطاقة الحرارية التي تدفع النار إلى الهيكل المركب في الواجهة المعرضة.هذا هو مصدر قلق كبير للسلامة لمشغلي الهياكل المركبة والطواقم التي تعمل، فحصها وإصلاحها.

The flammability of composites can be significantly improved by the use of additives that can either passively reduce organic combustible content and hence smoke or actively release flame-suppressing or cooling gases or even intumescent، تتوسع لتوفير سمك عزل حراري إضافي وتأخير أو قمع الإشعال. عادة ما يتم إضافة هذه المواد الإضافية أو تضمينها في المركب.يو سي يستخدم مجموعة متنوعة من المواد الأساسية في هياكل المركبة لدينا لتلبية متطلبات العملاء المحددة لتخفيف الحريق بما في ذلك حشيش العسل نوميكس، حشيش العسل من الألومنيوم، رغوة الفينول والخشب المزخرف / الخشب المزخرف الخاص.

المواد المركبة المصنوعة من الألياف المصفوفة لتقاوم الأضرار الناجمة عن الغازات الساخنة والمتآكلة جذابة بشكل خاص في صناعة الصواريخ والفضاء.طبقة سطحية من القماش السيراميكي متكاملة تتحمل الحرارة الشديدة، يعيق انتشار اللهب إلى الداخل ويعيق انتشار الأكسجين الذي يدهش الراتنج المصفوف ، وبالتالي يعزز من المدى الطويل والمقاومة الكيميائية وتخفيف الشعلة.

على الرغم من أن البوليكاربونات (PC) هي مادة حرارية هندسية بارزة في علوم المواد المعاصرة ، إلا أن خصائصها المقاومة للاحتراق لا تزال قيودًا مهمة.دمج ألياف الكربون القصيرة (SCF) في مصفوفة PC يزيد بشكل كبير من أدائها قابلية للاشتعال لتلبية معايير UL-94 V-0لكن التأثير مؤقت فقط ولا يمكن أن يستمر عند محتوى مرتفع من SCF.

لمعالجة هذه المسألة ، طور Shang et al. نظام مركب SCF / PC يحتوي على كبريتات البوليفينيلين (PPS) متداخلة بين طبقات الكربون في المركب.واستكملت PPS تأثير تعزيز SCF، و معًا زادوا من كفاءة احتباس اللهب الشاملة لـ PC ، كما أكدته مقياسات الحرارة المخروطية واختبار إشعال القطرات.

من خلال إقامة علاقات الهيكل والخصائص على نطاق جزيئي وتصميم بنيات البوليمر الجديدة،تشير هذه الدراسة إلى طريقة جديدة أساسا لتحسين مقاومة اللهب للمكونات المركبة القائمة على PAعلى وجه التحديد، the combination of molecular design strategies with computational methods such as molecular dynamics simulations and machine learning models allows a more rational design approach to guide the extensive combinatorial space of flame retardantsأنظمة المصفوفة والألياف.