پارچه نبافته اسپانلیس از الیاف از پیش اکسیژنه شده
بازار بخش بندی شده:
ویژگی‌های فیبر پیش اکسیژنه شده:
· نهایت بازدارندگی شعله: شاخص اکسیژن حدی (LOI) معمولاً > 40 است (نسبت اکسیژن موجود در هوا تقریباً 21٪ است)، که بسیار بیشتر از الیاف مقاوم در برابر شعله معمولی (مانند پلی‌استر مقاوم در برابر شعله با LOI حدود 28-32) است. در معرض آتش ذوب نمی‌شود یا چکه نمی‌کند، پس از دور کردن منبع آتش خود به خود خاموش می‌شود و در هنگام احتراق دود کمی آزاد می‌کند و هیچ گاز سمی ندارد.
· پایداری در دمای بالا: دمای استفاده طولانی مدت می‌تواند به 200-250 درجه سانتیگراد برسد و در کوتاه مدت می‌تواند دمای بالای 300-400 درجه سانتیگراد را تحمل کند (به طور خاص بسته به مواد اولیه و درجه پیش اکسیداسیون). همچنان یکپارچگی ساختاری و خواص مکانیکی را در محیط‌های با دمای بالا حفظ می‌کند.
مقاومت شیمیایی: مقاومت خاصی در برابر اسیدها، قلیاها و حلال‌های آلی دارد و به راحتی توسط مواد شیمیایی فرسایش نمی‌یابد، مناسب برای استفاده در محیط‌های خشن.
· خواص مکانیکی خاص: از استحکام کششی و چقرمگی خاصی برخوردار است و می‌تواند از طریق تکنیک‌های پردازش پارچه نبافته (مانند سوزن‌زنی، اسپانلیس) به موادی با ساختار پایدار تبدیل شود.
دوم. فناوری فرآوری پارچه‌های نبافته پیش اکسیژنه شده
الیاف از پیش اکسیژنه شده باید از طریق تکنیک‌های پردازش پارچه نبافته به مواد ورقه‌ای پیوسته تبدیل شوند. فرآیندهای رایج عبارتند از:
· روش سوزن‌زنی: با سوراخ کردن مکرر توری الیاف با سوزن‌های دستگاه سوزن‌زنی، الیاف به هم متصل شده و یکدیگر را تقویت می‌کنند و یک پارچه نبافته با ضخامت و استحکام مشخص تشکیل می‌دهند. این فرآیند برای تولید پارچه‌های بدون الیاف از پیش اکسیژنه شده با استحکام و چگالی بالا مناسب است که می‌توانند در مواردی که نیاز به پشتیبانی ساختاری دارند (مانند پنل‌های ضد حریق، مواد فیلتراسیون با دمای بالا) استفاده شوند.
· روش اسپانلیس: با استفاده از جت‌های آب پرفشار برای ضربه زدن به شبکه الیاف، الیاف در هم تنیده شده و به هم متصل می‌شوند. پارچه اسپانلیس از پیش اکسیژنه شده، حس نرم‌تری دارد و قابلیت تنفس بهتری دارد و برای استفاده در لایه داخلی لباس‌های محافظ، پدهای انعطاف‌پذیر ضد حریق و غیره مناسب است.
· پیوند حرارتی / پیوند شیمیایی: با استفاده از الیاف با نقطه ذوب پایین (مانند پلی‌استر مقاوم در برابر شعله) یا چسب‌ها برای کمک به تقویت، می‌توان سفتی پارچه بدون الیاف خالص از پیش اکسیژنه شده را کاهش داد و عملکرد پردازش را بهبود بخشید (اما توجه داشته باشید که مقاومت دمایی چسب باید با محیط استفاده از پارچه از پیش اکسیژنه شده مطابقت داشته باشد).
در تولید واقعی، الیاف از پیش اکسید شده اغلب با الیاف دیگر (مانند آرامید، ویسکوز مقاوم در برابر شعله، الیاف شیشه) مخلوط می‌شوند تا هزینه، حس و عملکرد را متعادل کنند (برای مثال، پارچه نبافته از پیش اکسید شده خالص سخت است، اما افزودن 10 تا 30 درصد ویسکوز مقاوم در برابر شعله می‌تواند نرمی آن را بهبود بخشد).
III. سناریوهای کاربردی خاص پارچه نبافته الیاف پیش اکسید شده
پارچه نبافته الیاف پیش اکسید شده به دلیل خاصیت ضد شعله و مقاوم در برابر دمای بالا، نقش کلیدی در زمینه‌های مختلف ایفا می‌کند:
۱. آتش نشانی و حفاظت شخصی
· آستر داخلی / لایه بیرونی آتش‌نشان: پارچه نبافته از پیش اکسید شده، ضد شعله، مقاوم در برابر دمای بالا و قابل تنفس است و می‌تواند به عنوان لایه اصلی لباس‌های آتش‌نشانی برای جلوگیری از انتقال شعله و دمای بالا و محافظت از پوست آتش‌نشانان استفاده شود؛ در صورت ترکیب با آرامید، می‌تواند مقاومت در برابر سایش و پارگی را نیز بهبود بخشد.
تجهیزات حفاظتی جوشکاری/ متالورژی: برای پوشش ماسک جوشکاری، دستکش‌های مقاوم در برابر حرارت، پیشبند کارگران متالورژی و غیره، برای مقاومت در برابر جرقه‌های پرتاب شده و تابش دمای بالا (با مقاومت دمایی کوتاه مدت بیش از 300 درجه سانتیگراد) استفاده می‌شود.
· لوازم فرار اضطراری: مانند پتوهای آتش نشانی، مواد فیلتر ماسک فرار، که می‌توانند بدن را بپوشانند یا دود را در حین آتش سوزی فیلتر کنند (دود کم و غیرسمی بودن از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است).
۲. محافظت و عایق‌بندی صنعتی در دمای بالا
· مواد عایق صنعتی: به عنوان پوشش داخلی لوله‌های با دمای بالا، پدهای عایق دیگ بخار و غیره، برای کاهش اتلاف یا انتقال گرما (مقاومت طولانی مدت در محیط‌های ۲۰۰ درجه سانتیگراد و بالاتر) استفاده می‌شوند.
· مصالح ساختمانی ضد حریق: به عنوان لایه پرکننده پرده‌ها و دیوارهای آتش‌نشانی ضد حریق در ساختمان‌های بلند، یا مواد پوشش کابل، برای به تأخیر انداختن گسترش آتش (مطابق با الزامات درجه B1 و بالاتر مقاومت در برابر آتش GB 8624).
· محافظت از تجهیزات در برابر دمای بالا: مانند پرده‌های فر، پوشش‌های عایق حرارتی برای کوره‌ها و تنورها، برای جلوگیری از سوختن پرسنل توسط سطح دمای بالای تجهیزات.
۳. میدان‌های فیلتراسیون با دمای بالا
· تصفیه گاز دود صنعتی: دمای گاز دود حاصل از زباله‌سوزها، کارخانه‌های فولاد، کوره‌های واکنش شیمیایی اغلب به ۲۰۰ تا ۳۰۰ درجه سانتیگراد می‌رسد و حاوی گازهای اسیدی است. پارچه نبافته از پیش اکسید شده در برابر دماهای بالا و خوردگی مقاوم است و می‌تواند به عنوان ماده پایه برای کیسه‌های فیلتر یا سیلندرهای فیلتر استفاده شود و به طور موثر فیلتر کند.
۴. سایر سناریوهای ویژه
مواد کمکی هوافضا: به عنوان لایه‌های عایق نسوز در داخل کابین‌های فضاپیما و واشرهای عایق حرارتی در اطراف موتورهای موشک (که نیاز به تقویت با رزین‌های مقاوم در برابر دمای بالا دارند) استفاده می‌شوند.
مواد عایق الکتریکی: به عنوان واشرهای عایق در موتورها و ترانسفورماتورهای با دمای بالا استفاده می‌شوند و می‌توانند جایگزین مواد سنتی آزبست (غیرسرطان‌زا و سازگارتر با محیط زیست) شوند.
چهارم. مزایا و روند توسعه پارچه‌های نبافته الیاف پیش اکسید شده
مزایا: در مقایسه با مواد ضد حریق سنتی (مانند آزبست و الیاف شیشه)، پارچه نبافته الیاف پیش اکسیژنه شده سرطان‌زا نیست و انعطاف‌پذیری بهتری دارد. در مقایسه با الیاف گران‌قیمت مانند آرامید، هزینه کمتری دارد (حدود ۱/۳ تا ۱/۲ آرامید) و برای کاربرد دسته‌ای در سناریوهای ضد حریق متوسط و گران‌قیمت مناسب است.
روند: افزایش فشردگی و راندمان فیلتراسیون پارچه‌های نبافته از طریق اصلاح الیاف (مانند رشته‌های پیش‌اکسیژنه‌شده با دنیر ریز، قطر کمتر از 10 میکرومتر)؛ توسعه تکنیک‌های فرآوری سازگار با محیط زیست با فرمالدئید کم و بدون چسب؛ ترکیب با نانومواد (مانند گرافن)، مقاومت در برابر دمای بالا و خواص ضد باکتری را بیشتر افزایش می‌دهد.
در نتیجه، کاربرد الیاف از پیش اکسید شده در پارچه‌های نبافته به خواص ترکیبی آنها یعنی "بازدارندگی شعله و مقاومت در برابر دمای بالا" بستگی دارد تا کاستی‌های عملکرد مواد سنتی در محیط‌های با دمای بالا و شعله باز را برطرف کند. در آینده، با ارتقاء استانداردهای ایمنی صنعتی و حفاظت در برابر آتش، سناریوهای کاربرد آنها بیشتر گسترش خواهد یافت.
