الیاف پلی‌اکریلونیتریل پیش اکسید شده (به اختصار PAN) یک پارچه نبافته کاربردی است که از پلی‌اکریلونیتریل (PAN) از طریق ریسندگی و عملیات پیش اکسیداسیون ساخته می‌شود. ویژگی‌های اصلی آن شامل مقاومت عالی در برابر دمای بالا، مقاومت در برابر شعله، مقاومت در برابر خوردگی و استحکام مکانیکی خاص است. علاوه بر این، در دماهای بالا ذوب یا چکه نمی‌کند، بلکه فقط به آرامی کربونیزه می‌شود. بنابراین، به طور گسترده در سناریوهایی با الزامات بسیار بالا برای ایمنی و مقاومت در برابر آب و هوا استفاده می‌شود. در ادامه توضیح مفصلی از چندین زمینه کاربردی اصلی، شامل سناریوهای کاربردی، عملکردهای اصلی و اشکال محصول ارائه شده است:
1میدان آتش نشانی و نجات اضطراری
محافظت در برابر آتش یکی از اصلی‌ترین کاربردهای پارچه‌های نبافته رشته‌ای از پیش اکسیژنه شده است. خواص ضد شعله و مقاوم در برابر دمای بالا می‌تواند مستقیماً ایمنی پرسنل را تضمین کند. فرم‌های اصلی کاربرد عبارتند از:
لایه داخلی/لایه عایق حرارتی لباس محافظ در برابر آتش
لباس‌های آتش‌نشانی باید هر دو الزام دوگانه «بازدارندگی شعله» و «عایق حرارتی» را برآورده کنند: لایه بیرونی معمولاً از پارچه‌های مقاوم در برابر شعله با استحکام بالا مانند آرامید استفاده می‌کند، در حالی که لایه عایق حرارتی میانی به طور گسترده از پارچه نبافته رشته‌ای از پیش اکسید شده استفاده می‌کند. این لباس می‌تواند پایداری ساختاری را در دماهای بالای ۲۰۰ تا ۳۰۰ درجه سانتیگراد حفظ کند، به طور موثر گرمای تابشی و رسانای شعله‌ها را مسدود کند و از سوختگی پوست آتش‌نشانان جلوگیری کند. حتی در معرض شعله‌های آتش، ذوب یا چکه نمی‌کند (برخلاف الیاف شیمیایی معمولی)، و خطر آسیب‌های ثانویه را کاهش می‌دهد.
توجه:چگالی سطحی پارچه‌های نبافته رشته‌ای از پیش اکسید شده (معمولاً 30 تا 100 گرم بر متر مربع) را می‌توان با توجه به سطح حفاظت تنظیم کرد. محصولاتی که چگالی سطحی بالاتری دارند، عایق حرارتی بهتری هستند.
لوازم فرار اضطراری
➤پتو فرار از آتش: تجهیزات آتش نشانی اضطراری برای خانه ها، مراکز خرید، متروها و سایر مکان ها. این پتو از پارچه نبافته رشته ای از پیش اکسیژنه شده و الیاف شیشه ساخته شده است. هنگامی که در معرض آتش قرار می گیرد، به سرعت یک "سد ضد شعله" تشکیل می دهد که بدن انسان را می پوشاند یا مواد قابل اشتعال را می پیچد تا اکسیژن را جدا کرده و آتش را خاموش کند.
➤ماسک ضد حریق/ماسک تنفسی صورت: در آتش‌سوزی، دود حاوی مقدار زیادی گازهای سمی است. پارچه نبافته رشته‌ای از پیش اکسیژنه شده می‌تواند به عنوان ماده پایه برای لایه فیلتر دود ماسک صورت استفاده شود. ساختار مقاوم در برابر دمای بالا آن می‌تواند از تجزیه مواد فیلتر در دماهای بالا جلوگیری کند. این ماده در ترکیب با لایه کربن فعال، می‌تواند برخی از ذرات سمی را فیلتر کند.
2میدان حفاظتی مقاوم در برابر دمای بالای صنعتی
در محیط‌های صنعتی، محیط‌های شدید مانند دمای بالا، خوردگی و اصطکاک مکانیکی اغلب با مشکل مواجه می‌شوند. مقاومت در برابر آب و هوای پارچه‌های نبافته رشته‌ای از پیش اکسیژنه شده می‌تواند مشکلات آسیب آسان و طول عمر کوتاه مواد سنتی (مانند پنبه و الیاف شیمیایی معمولی) را حل کند.
➤ عایق کاری و حفظ حرارت برای خطوط لوله و تجهیزات با دمای بالا
خطوط لوله با دمای بالا در صنایع شیمیایی، متالورژی و برق (مانند خطوط لوله بخار و دودکش‌های کوره) به مواد عایق بیرونی نیاز دارند که هم "ضد شعله" و هم "عایق حرارتی" باشند. پارچه نبافته رشته‌ای از پیش اکسیژنه شده را می‌توان به صورت رول یا غلاف درآورد و مستقیماً دور سطح لوله‌ها پیچید. رسانایی حرارتی پایین آن (حدود 0.03-0.05W/(m · K)) می‌تواند اتلاف گرما را کاهش داده و از سوختن لایه عایق در دماهای بالا جلوگیری کند (لایه‌های عایق پشم سنگ سنتی مستعد جذب رطوبت هستند و گرد و غبار زیادی تولید می‌کنند، در حالی که پارچه نبافته رشته‌ای از پیش اکسیژنه شده سبک‌تر و بدون گرد و غبار است).
مواد فیلتر صنعتی (فیلتراسیون گاز دودکش با دمای بالا)
دمای گاز دودکش از کارخانه‌های سوزاندن زباله و کارخانه‌های فولاد می‌تواند به ۱۵۰ تا ۲۵۰ درجه سانتیگراد برسد و حاوی گازهای اسیدی (مانند HCl، SO₂) است. پارچه‌های فیلتر معمولی (مانند پلی‌استر، پلی‌پروپیلن) مستعد نرم شدن و خوردگی هستند. پارچه نبافته رشته‌ای از پیش اکسیژنه شده دارای مقاومت قوی در برابر اسید و قلیا است و می‌توان آن را به کیسه‌های فیلتر تبدیل کرد تا مستقیماً گاز دودکش با دمای بالا را فیلتر کند. در عین حال، راندمان خاصی در حفظ گرد و غبار دارد و اغلب با پوشش PTFE (پلی تترا فلورو اتیلن) ترکیب می‌شود تا مقاومت در برابر خوردگی را افزایش دهد.
➤ واشر محافظ مکانیکی
بین پوسته‌های بیرونی و اجزای داخلی تجهیزات دما بالا مانند موتورها و دیگ‌های بخار، مواد واشر برای جداسازی ارتعاشات و دماهای بالا مورد نیاز است. پارچه نبافته رشته‌ای از پیش اکسیژنه شده را می‌توان به واشرهای مهر و موم شده تبدیل کرد. مقاومت دمای بالای آن (دمای کارکرد طولانی مدت ≤280℃) می‌تواند از پیر شدن و تغییر شکل واشرها در حین کار تجهیزات جلوگیری کند و در عین حال اصطکاک مکانیکی را کاهش دهد.
3الکترونیک و حوزه‌های انرژی نو
محصولات الکترونیکی و انرژی‌های نو الزامات سختگیرانه‌ای برای «بازدارندگی شعله» و «عایق‌بندی» مواد دارند. پارچه‌های نبافته رشته‌ای از پیش اکسیژنه شده می‌توانند جایگزین برخی از مواد سنتی بازدارنده شعله (مانند پنبه بازدارنده شعله و پارچه الیاف شیشه) شوند.
➤پد جداکننده/عایق حرارتی مقاوم در برابر شعله برای باتری‌های لیتیومی
باتری‌های لیتیومی (به‌ویژه باتری‌های قدرت) هنگام شارژ بیش از حد یا اتصال کوتاه، مستعد «فرار حرارتی» هستند و دمای آنها ناگهان به بالای ۳۰۰ درجه سانتیگراد می‌رسد. پارچه نبافته رشته‌ای از پیش اکسیژنه شده می‌تواند به عنوان «جداکننده ایمنی» برای باتری‌های لیتیومی استفاده شود که بین الکترودهای مثبت و منفی قرار می‌گیرد: این پارچه در حین کار عادی دارای خواص عایق خاصی است تا از اتصال کوتاه بین الکترودهای مثبت و منفی جلوگیری کند. هنگامی که فرار حرارتی رخ می‌دهد، ذوب نمی‌شود، می‌تواند یکپارچگی ساختاری را حفظ کند، انتشار گرما را به تأخیر بیندازد و خطر آتش‌سوزی و انفجار را کاهش دهد. علاوه بر این، در داخل پوشش باتری نیز از پارچه نبافته رشته‌ای از پیش اکسیژنه شده به عنوان یک پد عایق برای جلوگیری از انتقال حرارت بین سلول‌های باتری و پوشش استفاده می‌شود.
➤ مواد عایق برای بسته بندی قطعات الکترونیکی
بسته‌بندی قطعات الکترونیکی مانند بردهای مدار و ترانسفورماتورها باید عایق‌بندی شده و ضد حریق باشد. پارچه نبافته رشته‌ای از پیش اکسیژنه شده را می‌توان به ورق‌های عایق نازک (10-20 گرم بر متر مربع) تبدیل کرد و به سطح قطعات چسباند. مقاومت دمایی بالای آن می‌تواند با گرمایش محلی در حین کار تجهیزات الکترونیکی (مانند دمای کار ترانسفورماتور ≤180 درجه سانتیگراد) سازگار شود و در عین حال استاندارد ضد حریق UL94 V-0 را برای جلوگیری از اتصال کوتاه و آتش‌سوزی قطعات رعایت کند.
4سایر فیلدهای ویژه
علاوه بر سناریوهای اصلی ذکر شده در بالا، پارچه‌های بی‌بافت رشته‌ای از پیش اکسیژنه شده در برخی زمینه‌های تخصصی و خاص نیز نقش دارند:
➤ هوافضا: زیرلایه‌های کامپوزیتی مقاوم در برابر دمای بالا
مواد کامپوزیتی سبک و مقاوم در برابر دمای بالا برای محفظه‌های موتور هواپیما و سیستم‌های حفاظت حرارتی فضاپیما مورد نیاز هستند. پارچه‌های نبافته رشته‌ای از پیش اکسید شده می‌توانند به عنوان "پیش‌ساخته" در ترکیب با رزین‌ها (مانند رزین فنولیک) برای تشکیل مواد کامپوزیتی استفاده شوند. پس از کربنیزاسیون، می‌توان آن را به مواد کامپوزیتی فیبر کربنی تبدیل کرد که در اجزای مقاوم در برابر دمای بالای فضاپیما (مانند مخروط‌های دماغه و لبه‌های جلویی بال) برای مقاومت در برابر فرسایش جریان‌های گاز با دمای بالا بالای ۵۰۰ درجه سانتیگراد استفاده می‌شوند.
➤ حفاظت از محیط زیست: مواد فیلتر تصفیه پسماند جامد با دمای بالا
در تصفیه پسماندهای با دمای بالا (با دمای تقریبی ۲۰۰ تا ۳۰۰ درجه سانتیگراد) پس از سوزاندن زباله‌های پزشکی و زباله‌های خطرناک، به مواد فیلتر برای جداسازی پسماندها از گاز نیاز است. پارچه نبافته رشته‌ای از پیش اکسیژنه شده مقاومت بالایی در برابر خوردگی دارد و می‌تواند به صورت کیسه‌های فیلتر برای فیلتر کردن پسماندهای با دمای بالا ساخته شود و از خوردگی و از بین رفتن مواد فیلتر جلوگیری کند. در عین حال، خاصیت ضد شعله آن از اشتعال مواد قابل اشتعال موجود در پسماند توسط مواد فیلتر جلوگیری می‌کند.
➤ تجهیزات حفاظتی: لوازم جانبی برای لباس‌های عملیات ویژه
علاوه بر لباس‌های آتش‌نشانی، لباس‌های کار برای عملیات ویژه مانند متالورژی، جوشکاری و صنایع شیمیایی نیز از پارچه‌های نبافته رشته‌ای از پیش اکسیژنه شده به عنوان آستر در قسمت‌هایی که به راحتی پوشیده می‌شوند مانند سرآستین‌ها و یقه‌ها استفاده می‌کنند تا خاصیت بازدارندگی شعله موضعی و مقاومت در برابر سایش را افزایش دهند و از جرقه زدن لباس‌ها در حین عملیات جلوگیری کنند.
در نتیجه، جوهره کاربردپارچه نبافته فیلامنتی از پیش اکسیژنه شدهاین ماده با تکیه بر ویژگی‌های اصلی خود یعنی «بازدارندگی شعله + مقاومت در برابر دمای بالا» می‌تواند خطرات ایمنی یا کاستی‌های عملکرد مواد سنتی را در محیط‌های سخت برطرف کند. با بهبود استانداردهای ایمنی در صنایعی مانند انرژی‌های نو و تولید پیشرفته، سناریوهای کاربردی آن به زمینه‌های اصلاح‌شده و با ارزش افزوده بالا (مانند محافظت از اجزای میکروالکترونیک و عایق‌بندی دستگاه‌های ذخیره‌سازی انرژی انعطاف‌پذیر و غیره) گسترش خواهد یافت.
زمان ارسال: ۱۸ سپتامبر ۲۰۲۵