Komposit Serat Tahan Api

Komposit serat tahan api merupakan material yang digunakan untuk membuat suatu benda aman jika terjadi kebakaran.komposit serat tahan apiBiasanya terbuat dari kombinasi dua atau lebih bahan seperti serat karbon dan resin polimer. Ini adalah pilihan bagus untuk berbagai aplikasi karena ketahanan dan kekuatannya terhadap panas yang tinggi. Ini juga tahan terhadap bahan kimia dan abrasi. Hal ini menjadikannya pilihan yang baik untuk aplikasi luar angkasa dan industri berat lainnya seperti kelautan serta minyak dan gas.

Meskipun komposit menawarkan keunggulan dibandingkan komponen logam dalam beberapa aplikasi, sifat mudah terbakar yang dimilikinya merupakan keterbatasan yang signifikan. Risiko terkait kebakaran ini menimbulkan masalah keselamatan yang signifikan bagi industri pesawat terbang, kereta api, dan maritim di mana struktur FRP semakin banyak digunakan. Tantangan terbesarnya adalah mengembangkan solusi untuk meningkatkan kinerja kebakaran komposit.

Meskipun memiliki sifat mekanik makroskopis yang mengesankan, komposit matriks polimer yang diperkuat serat karbon (CF) dan serat kaca konvensional terurai dan hancur jika terkena api, sehingga melepaskan gas dan asap beracun serta mempercepat penyebaran api ke samping. Selain itu, CF anorganik dan serat kaca menghantarkan energi panas yang mendorong api ke dalam struktur komposit pada antarmuka yang terbuka. Hal ini merupakan masalah keselamatan yang signifikan bagi operator struktur komposit dan kru yang mengoperasikan, memeriksa, dan memperbaikinya.

Sifat mudah terbakar dari komposit dapat ditingkatkan secara signifikan dengan penggunaan bahan aditif yang dapat secara pasif mengurangi kandungan bahan organik yang mudah terbakar sehingga mengeluarkan asap atau secara aktif melepaskan gas penekan api atau gas pendingin atau bahkan intumescent, yang diperluas untuk memberikan ketebalan insulasi panas tambahan dan menunda atau menekan penyalaan. Aditif ini biasanya ditambahkan atau tertanam dalam komposit. UC menggunakan berbagai bahan inti dalam struktur komposit kami untuk memenuhi kebutuhan khusus pelanggan akan ketahanan api termasuk sarang lebah nomex, sarang lebah aluminium, busa fenol, dan kayu lapis/kayu balsa khusus.

Komposit serat matriks yang diformulasikan untuk menahan kerusakan akibat gas panas dan korosif sangat menarik dalam industri roket dan ruang angkasa. Lapisan permukaan kain keramik integral tahan terhadap panas ekstrem, menghambat perambatan api ke bagian dalam dan menghambat difusi oksigen yang menurunkan resin matriks, sehingga meningkatkan daya tahan keseluruhan, ketahanan terhadap bahan kimia, dan penghambat api.

Meskipun polikarbonat (PC) adalah rekayasa termoplastik terkemuka dalam ilmu material kontemporer, sifat tahan apinya tetap menjadi batasan penting. Memasukkan serat karbon pendek (SCF) ke dalam matriks PC secara dramatis meningkatkan kinerja mudah terbakar untuk memenuhi standar UL-94 V-0, namun efeknya hanya sementara dan tidak dapat dipertahankan pada kandungan SCF yang tinggi.

Untuk mengatasi masalah ini, Shang dkk. mengembangkan sistem komposit SCF/PC yang mengandung polifenilen sulfida (PPS) yang disisipkan di antara lapisan karbon komposit. PPS melengkapi efek penguatan SCF, dan bersama-sama meningkatkan penghambatan api komprehensif PC, sebagaimana dikonfirmasi oleh kalorimetri kerucut dan pengujian pengapian tetesan.

Dengan membangun hubungan struktur-properti skala molekuler dan merancang arsitektur polimer baru, penelitian ini menyarankan cara baru yang mendasar untuk meningkatkan ketahanan api pada komposit berdasarkan PA. Secara khusus, kombinasi strategi desain molekuler dengan metode komputasi seperti simulasi dinamika molekuler dan model pembelajaran mesin memungkinkan pendekatan desain yang lebih rasional untuk memandu ruang kombinatorial yang luas dari penghambat api, sistem matriks, dan serat.