अग्निरोधक फाइबर कम्पोजिट

फायरप्रूफ फाइबर कंपोजिट एक ऐसी सामग्री है जिसका उपयोग आग लगने की स्थिति में किसी वस्तु को सुरक्षित बनाने के लिए किया जाता है।अग्निरोधक फाइबर समग्रयह आमतौर पर कार्बन फाइबर और पॉलिमर रेजिन जैसी दो या दो से अधिक सामग्रियों के संयोजन से बनाया जाता है। यह अपने उच्च ताप प्रतिरोध और ताकत के कारण कई अलग-अलग अनुप्रयोगों के लिए एक बढ़िया विकल्प है। यह रसायनों और घर्षण के प्रति भी प्रतिरोधी है। यह इसे एयरोस्पेस अनुप्रयोगों और समुद्री और तेल और गैस जैसे अन्य मांग वाले उद्योगों के लिए एक अच्छा विकल्प बनाता है।

जबकि कंपोजिट कुछ अनुप्रयोगों में धातु भागों पर लाभ प्रदान करते हैं, उनकी अंतर्निहित ज्वलनशीलता एक महत्वपूर्ण सीमा है। आग से संबंधित यह जोखिम विमान, रेलवे और समुद्री उद्योगों के लिए महत्वपूर्ण सुरक्षा चिंताएँ प्रस्तुत करता है जहाँ FRP संरचनाएँ तेजी से तैनात की जा रही हैं। कंपोजिट के अग्नि प्रदर्शन में सुधार के लिए समाधान विकसित करना एक बड़ी चुनौती है।

उनके प्रभावशाली मैक्रोस्कोपिक यांत्रिक गुणों के बावजूद, पारंपरिक कार्बन फाइबर (सीएफ) और ग्लास फाइबर-प्रबलित पॉलिमर मैट्रिक्स कंपोजिट आग की उपस्थिति में विघटित और ढह जाते हैं, जहरीली गैसों और धुएं को छोड़ते हैं और पार्श्व लौ के प्रसार को तेज करते हैं। इसके अलावा, अकार्बनिक सीएफ और ग्लास फाइबर थर्मल ऊर्जा का संचालन करते हैं जिससे आग उजागर इंटरफ़ेस पर समग्र संरचना में चली जाती है। यह समग्र संरचनाओं के संचालकों और उनका संचालन, निरीक्षण और मरम्मत करने वाले कर्मचारियों के लिए एक महत्वपूर्ण सुरक्षा चिंता का विषय है।

कंपोजिट की ज्वलनशीलता को एडिटिव्स के उपयोग से काफी सुधार किया जा सकता है जो या तो कार्बनिक दहनशील सामग्री को निष्क्रिय रूप से कम कर सकता है और इसलिए धूम्रपान कर सकता है या सक्रिय रूप से लौ-दबाने वाली या ठंडा करने वाली गैसों या यहां तक ​​कि इंट्यूसेंट गैसों को छोड़ सकता है, अतिरिक्त गर्मी इन्सुलेशन मोटाई प्रदान करने और देरी या इग्निशन को दबाने के लिए विस्तार कर सकता है। ये एडिटिव्स आमतौर पर कंपोजिट में जोड़े जाते हैं या एम्बेडेड होते हैं। यूसी हमारी समग्र संरचनाओं में अग्निरोधी के लिए विशिष्ट ग्राहक आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए नोमेक्स हनीकॉम्ब, एल्युमीनियम हनीकॉम्ब, फिनोल फोम और विशेष प्लाईवुड/बालसावुड सहित विभिन्न प्रकार की मुख्य सामग्रियों का उपयोग करता है।

गर्म, संक्षारक गैसों से होने वाले नुकसान का विरोध करने के लिए तैयार किए गए मैट्रिक्स-फाइबर कंपोजिट रॉकेट और एयरोस्पेस उद्योग में विशेष रूप से आकर्षक हैं। एक अभिन्न सिरेमिक कपड़े की सतह परत अत्यधिक गर्मी को सहन करती है, आंतरिक भाग में लौ के प्रसार को बाधित करती है और ऑक्सीजन के प्रसार को रोकती है जो मैट्रिक्स राल को ख़राब करती है, जिससे उनके समग्र स्थायित्व, रासायनिक प्रतिरोध और लौ मंदता में वृद्धि होती है।

यद्यपि पॉलीकार्बोनेट (पीसी) समकालीन सामग्री विज्ञान में एक प्रमुख इंजीनियरिंग थर्मोप्लास्टिक है, लेकिन इसके ज्वाला मंदक गुण एक महत्वपूर्ण सीमा बने हुए हैं। पीसी मैट्रिक्स में शॉर्ट कार्बन फाइबर (एससीएफ) को शामिल करने से यूएल-94 वी-0 मानकों को पूरा करने के लिए इसकी ज्वलनशीलता प्रदर्शन में नाटकीय रूप से वृद्धि होती है, लेकिन प्रभाव केवल अस्थायी होता है और उच्च एससीएफ सामग्री पर कायम नहीं रह सकता है।

इस मुद्दे को संबोधित करने के लिए, शांग एट अल। एक एससीएफ/पीसी मिश्रित प्रणाली विकसित की जिसमें कंपोजिट के कार्बन प्लाई के बीच पॉलीफेनिलीन सल्फाइड (पीपीएस) शामिल है। पीपीएस ने एससीएफ के सुदृढ़ीकरण प्रभाव को पूरक बनाया, और साथ में उन्होंने पीसी की व्यापक लौ मंदता को बढ़ाया, जैसा कि शंकु कैलोरीमेट्री और ड्रॉपलेट इग्निशन परीक्षण द्वारा पुष्टि की गई है।

आणविक-पैमाने पर संरचना-संपत्ति संबंध स्थापित करके और नए पॉलिमर आर्किटेक्चर को डिजाइन करके, यह अध्ययन पीए पर आधारित कंपोजिट की लौ मंदता को बढ़ाने के लिए एक मौलिक रूप से नया तरीका सुझाता है। विशेष रूप से, आणविक गतिशीलता सिमुलेशन और मशीन लर्निंग मॉडल जैसे कम्प्यूटेशनल तरीकों के साथ आणविक डिजाइन रणनीतियों का संयोजन लौ रिटार्डेंट, मैट्रिक्स सिस्टम और फाइबर के व्यापक संयोजन स्थान का मार्गदर्शन करने के लिए अधिक तर्कसंगत डिजाइन दृष्टिकोण की अनुमति देता है।