Iš anksto deguonimi prisotinto gijinio neaustinio audinio naudojimas

Iš anksto oksiduotas poliakrilnitrilo pluošto neaustinis audinys (sutrumpintai PAN iš anksto oksiduotas pluošto neaustinis audinys) yra funkcinis neaustinis audinys, pagamintas iš poliakrilnitrilo (PAN) verpimo ir išankstinio oksidavimo būdu. Pagrindinės jo savybės yra puikus atsparumas aukštai temperatūrai, atsparumas liepsnai, atsparumas korozijai ir tam tikras mechaninis stiprumas. Be to, jis netirpsta ir neteka aukštoje temperatūroje, o tik lėtai karbonizuojasi. Todėl jis plačiai naudojamas situacijose, kai keliami itin aukšti saugos ir atsparumo oro sąlygoms reikalavimai. Toliau pateikiamas išsamus paaiškinimas iš kelių pagrindinių taikymo sričių, apimančių taikymo scenarijus, pagrindines funkcijas ir gaminių formas:

1Priešgaisrinės apsaugos ir gelbėjimo laukas

Apsauga nuo gaisro yra vienas iš pagrindinių iš anksto deguonimi prisotintų gijų neaustinių audinių taikymo atvejų. Dėl savo atsparumo ugniai ir atsparumo aukštai temperatūrai gali tiesiogiai užtikrinti personalo saugumą. Pagrindinės taikymo formos:

Apsauginių drabužių nuo ugnies vidinis sluoksnis / šilumos izoliacijos sluoksnis

Ugniagesių kostiumai turi atitikti dvigubus „atsparumo liepsnai“ ir „šilumos izoliacijos“ reikalavimus: išorinis sluoksnis paprastai gaminamas iš didelio stiprumo ugniai atsparių audinių, tokių kaip aramidas, o viduriniame šilumos izoliacijos sluoksnyje plačiai naudojamas iš anksto oksiduotas gijinis neaustinis audinys. Jis gali išlaikyti konstrukcijos stabilumą aukštoje 200–300 ℃ temperatūroje, efektyviai blokuoti liepsnos spinduliavimą ir laidumą bei apsaugoti ugniagesių odą nuo nudegimų. Net ir veikiamas atviros liepsnos, jis netirpsta ir nelašėja (skirtingai nei įprasti cheminiai pluoštai), todėl sumažėja antrinių sužalojimų rizika.

Pastaba:Iš anksto oksiduoto filamentinio neaustinio audinio paviršiaus tankį (paprastai 30–100 g/㎡) galima reguliuoti pagal apsaugos lygį. Didesnio paviršiaus tankio gaminiai pasižymi geresniu šilumos izoliacijos poveikiu.

Avarinio evakuavimo reikmenys

➤Gaisrinė gelbėjimosi antklodė: avarinė gaisrų gesinimo įranga namams, prekybos centrams, metro ir kitoms vietoms. Ji pagaminta iš iš anksto deguonimi prisotinto neaustinio audinio ir stiklo pluošto. Patekusi į ugnį, ji greitai suformuoja „ugnį slopinantį barjerą“, uždengiantį žmogaus kūną arba apvyniojantį degias medžiagas, kad izoliuotų deguonį ir užgesintų gaisrą.

➤Ugniai atspari kaukė / kvėpavimo takų kaukė: Gaisro metu dūmuose yra daug toksiškų dujų. Iš anksto deguonimi prisotintas neaustinis audinys gali būti naudojamas kaip pagrindinė veido kaukės dūmų filtro sluoksnio medžiaga. Jo aukštai temperatūrai atspari struktūra gali apsaugoti filtro medžiagą nuo gedimų aukštoje temperatūroje. Kartu su aktyvuotos anglies sluoksniu ji gali filtruoti kai kurias toksiškas daleles.

2Pramoninis aukštai temperatūrai atsparus apsaugos laukas

Pramoninėje aplinkoje dažnai susiduriama su ekstremaliomis sąlygomis, tokiomis kaip aukšta temperatūra, korozija ir mechaninė trintis. Iš anksto deguonimi prisotinto gijinio neaustinio audinio atsparumas oro sąlygoms gali išspręsti tradicinių medžiagų (tokių kaip medvilnė ir įprasti cheminiai pluoštai) lengvo pažeidimo ir trumpo tarnavimo laiko problemas.

➤Aukštos temperatūros vamzdynų ir įrangos izoliacija ir šilumos išsaugojimas

Chemijos, metalurgijos ir energetikos pramonės aukštos temperatūros vamzdynams (pvz., garo vamzdynams ir krosnių dūmtraukiams) reikalingos išorinės izoliacinės medžiagos, kurios yra ir „ugnį slopinančios“, ir „šilumą izoliuojančios“. Iš anksto deguonimi prisotintas filamentinis neaustinis audinys gali būti susuktas į ritinius arba rankoves ir tiesiogiai apvyniotas aplink vamzdžių paviršių. Mažas jo šilumos laidumas (apie 0,03–0,05 W/(m · K)) gali sumažinti šilumos nuostolius ir neleisti izoliaciniam sluoksniui degti aukštoje temperatūroje (tradiciniai akmens vatos izoliaciniai sluoksniai yra linkę sugerti drėgmę ir generuoja daug dulkių, o iš anksto deguonimi prisotintas filamentinis neaustinis audinys yra lengvesnis ir be dulkių).

Pramoninės filtrų medžiagos (aukštos temperatūros dūmų dujų filtravimas)

Atliekų deginimo įrenginių ir plieno gamyklų dūmų dujų temperatūra gali siekti 150–250 ℃, jose yra rūgštinių dujų (pvz., HCl, SO₂). Įprasti filtrų audiniai (pvz., poliesteris, polipropilenas) yra linkę minkštėti ir koroduoti. Iš anksto deguonimi prisotintas filamentinis neaustinis audinys yra labai atsparus rūgštims ir šarmams ir gali būti pagamintas į filtrų maišelius, skirtus tiesiogiai filtruoti aukštos temperatūros dūmų dujas. Tuo pačiu metu jis pasižymi tam tikru dulkių sulaikymo efektyvumu ir dažnai derinamas su PTFE (politetrafluoretileno) danga, siekiant padidinti atsparumą korozijai.

➤Mechaninis apsauginis sandariklis

Aukštos temperatūros įrangos, tokios kaip varikliai ir katilai, išoriniams apvalkalams ir vidiniams komponentams reikalingos tarpinės, skirtos vibracijai ir aukštai temperatūrai izoliuoti. Iš anksto deguonimi prisotintas gijinis neaustinis audinys gali būti pagamintas iš štampuotų tarpinių. Jo atsparumas aukštai temperatūrai (ilgalaikė darbinė temperatūra ≤280 ℃) gali apsaugoti tarpines nuo senėjimo ir deformacijos įrangos veikimo metu, tuo pačiu metu buferuojant mechaninę trintį.

3Elektronika ir nauji energijos laukai

Elektronikos ir naujiems energijos gaminiams keliami griežti medžiagų „atsparumo ugniai“ ir „izoliacijos“ reikalavimai. Iš anksto deguonimi prisotintas gijinis neaustinis audinys gali pakeisti kai kurias tradicines ugniai atsparias medžiagas (pvz., ugniai atsparią medvilnę ir stiklo pluošto audinį).

➤Ugniai atsparus separatorius / šilumos izoliacijos pagalvėlė ličio baterijoms

Ličio baterijos (ypač maitinimo baterijos) yra linkusios „terminiam išsiveržimui“, kai yra perkraunamos arba trumpai sujungiamos, o temperatūra staiga pakyla virš 300 ℃. Iš anksto deguonimi prisotintas neaustinis audinys gali būti naudojamas kaip ličio baterijų „saugumo separatorius“, įterptas tarp teigiamo ir neigiamo elektrodų: jis turi tam tikrų izoliacinių savybių įprasto veikimo metu, kad būtų išvengta trumpojo jungimo tarp teigiamo ir neigiamo elektrodų. Kai įvyksta terminis išsiveržimas, jis netirpsta, gali išlaikyti konstrukcijos vientisumą, sulėtinti šilumos sklaidą ir sumažinti gaisro bei sprogimo riziką. Be to, akumuliatoriaus korpuso viduje taip pat naudojamas iš anksto deguonimi prisotintas neaustinis audinys kaip izoliacinė pagalvėlė, kad būtų išvengta šilumos perdavimo tarp akumuliatoriaus elementų ir korpuso.

➤Izoliacinės medžiagos elektroninių komponentų pakavimui

Elektroninių komponentų, tokių kaip plokštės ir transformatoriai, pakuotės turi būti izoliuotos ir atsparios ugniai. Iš anksto deguonimi prisotintas neaustinis audinys gali būti pagamintas į plonus (10–20 g/㎡) izoliacinius lakštus ir priklijuotas prie komponentų paviršiaus. Dėl atsparumo aukštai temperatūrai jis gali prisitaikyti prie vietinio įkaitimo elektroninės įrangos veikimo metu (pvz., transformatoriaus darbinė temperatūra ≤180 ℃), tuo pačiu metu atitikti UL94 V-0 antipirenų standartą, kad būtų išvengta komponentų trumpojo jungimo ir gaisro.

4Kiti specialūs laukai

Be minėtų pagrindinių scenarijų, iš anksto deguonimi prisotintas gijinis neaustinis audinys taip pat atlieka vaidmenį kai kuriose specializuotose ir nišinėse srityse:

➤Aviacija ir kosmosas: Aukštai temperatūrai atsparūs kompozicinių medžiagų pagrindai

Orlaivių variklių skyriams ir erdvėlaivių šiluminės apsaugos sistemoms reikalingos lengvos ir aukštai temperatūrai atsparios kompozicinės medžiagos. Iš anksto oksiduotas gijinis neaustinis audinys gali būti naudojamas kaip „ruošinys“, kartu su dervomis (pvz., fenolio derva) formuojant kompozicines medžiagas. Po karbonizacijos jis gali būti toliau perdirbamas į anglies pluošto kompozicines medžiagas, kurios naudojamos aukštai temperatūrai atspariuose erdvėlaivių komponentuose (pvz., nosies kūgiuose ir sparnų priekiniuose kraštuose), kad atlaikytų aukštos temperatūros, aukštesnės nei 500 ℃, dujų srautų eroziją.

➤Aplinkos apsauga: Aukštos temperatūros kietųjų atliekų apdorojimo filtrų medžiagos

Apdorojant aukštos temperatūros likučius (kurių temperatūra yra maždaug 200–300 ℃) po medicininių atliekų ir pavojingų atliekų deginimo, reikalingos filtravimo medžiagos, kad būtų galima atskirti likučius nuo dujų. Iš anksto deguonimi prisotintas filamentinis neaustinis audinys yra labai atsparus korozijai ir gali būti pagamintas į filtro maišelius, skirtus aukštos temperatūros likučiams filtruoti, apsaugant filtro medžiagą nuo korozijos ir gedimo. Tuo pačiu metu jo antipireninė savybė neleidžia degioms medžiagoms likučiuose užsidegti filtro medžiagai.

➤Apsauginė įranga: specialiųjų operacijų kostiumų priedai

Be gaisrinių kostiumų, specialiųjų operacijų, tokių kaip metalurgija, suvirinimas ir chemijos pramonė, darbo drabužiuose taip pat naudojamas iš anksto deguonimi prisotintas neaustinis audinys kaip pamušalas lengvai nusidėvinčiose dalyse, tokiose kaip rankogaliai ir iškirptės, siekiant padidinti vietinį atsparumą liepsnai ir dilimui, taip pat užkirsti kelią kibirkščių užsidegimui operacijų metu.

Apibendrinant, taikymo esmėiš anksto prisotintas deguonimi gijų neaustinis audinysslypi tame, kad, siekiant pašalinti tradicinių medžiagų saugos pavojus ar eksploatacinius trūkumus ekstremaliomis sąlygomis, remiamasi pagrindinėmis savybėmis – „atsparumu liepsnai + atsparumu aukštai temperatūrai“. Tobulėjant saugos standartams tokiose pramonės šakose kaip nauja energija ir aukščiausios klasės gamyba, jo taikymo scenarijai dar labiau išsiplės į rafinuotas ir didelės pridėtinės vertės sritis (pvz., mikroelektroninių komponentų apsauga ir lanksčių energijos kaupimo įrenginių izoliacija ir kt.).