ספונלייס לא ארוג מסיבים מחומצנים מראש
פלח שוק:
מאפייני סיבים מחומצנים מראש:
· עמידות להבה מרבית: מדד החמצן המגביל (LOI) הוא בדרך כלל > 40 (שיעור החמצן באוויר הוא כ-21%), ועולה בהרבה על זה של סיבים מעכבי בעירה קונבנציונליים (כגון פוליאסטר מעכב בעירה עם LOI של כ-28-32). הוא אינו נמס או נוטף כאשר הוא נחשף לאש, כבה מעצמו לאחר הסרת מקור האש, ומשחרר מעט עשן ואין גזים רעילים במהלך הבעירה.
· יציבות בטמפרטורה גבוהה: טמפרטורת השימוש לטווח ארוך יכולה להגיע ל-200-250 מעלות צלזיוס, ובטווח הקצר יכולה לעמוד בטמפרטורות גבוהות של 300-400 מעלות צלזיוס (בהתאם לחומרי הגלם ולמידת טרום החמצון). הוא עדיין שומר על שלמות מבנית ותכונות מכניות בסביבות טמפרטורה גבוהה.
· עמידות כימית: יש לו עמידות מסוימת לחומצות, בסיסים וממסים אורגניים, והוא אינו נשחק בקלות על ידי חומרים כימיים, מתאים לשימוש בסביבות קשות.
· תכונות מכניות מסוימות: יש לו חוזק מתיחה וקשיחות מסוימים, וניתן לייצר ממנו חומרים בעלי מבנה יציב באמצעות טכניקות עיבוד של בדים לא ארוגים (כגון ניקוב מחט, spunlace).
II. טכנולוגיית עיבוד של בדים לא ארוגים מחומצנים מראש
יש לעבד סיבים מחומצנים מראש לחומרים רציפים דמויי יריעות באמצעות טכניקות עיבוד של בדים לא ארוגים. תהליכים נפוצים כוללים:
· שיטת ניקוב מחטים: על ידי ניקוב חוזר ונשנה של רשת הסיבים עם מחטי מכונת ניקוב המחטים, הסיבים משתלבים ומחזקים זה את זה, ויוצרים בד לא ארוג בעל עובי וחוזק מסוימים. תהליך זה מתאים לייצור בדים ללא סיבים בעלי חוזק גבוה וצפיפות גבוהה, אשר ניתן להשתמש בהם בתרחישים הדורשים תמיכה מבנית (כגון פאנלים חסיני אש, חומרי סינון בטמפרטורה גבוהה).
· שיטת Spunlaced: באמצעות סילוני מים בלחץ גבוה כדי לפגוע ברשת הסיבים, הסיבים נשזרים ונקשרים זה לזה. לבד המחומצן המטופח ב-Spunlaced יש תחושה רכה יותר ויכולת נשימה טובה יותר, והוא מתאים לשימוש בשכבה הפנימית של ביגוד מגן, ריפוד גמיש חסין אש וכו'.
· חיבור תרמי / חיבור כימי: באמצעות שימוש בסיבים בעלי נקודת התכה נמוכה (כגון פוליאסטר מעכב בעירה) או דבקים לסיוע בחיזוק, ניתן להפחית את קשיחות הבד טהור ללא סיבים שעבר חמצון מראש, ולשפר את ביצועי העיבוד (אך יש לשים לב שעמידות הטמפרטורה של הדבק צריכה להתאים לסביבת השימוש של הבד שעבר חמצון מראש).
בייצור בפועל, סיבים שעברו חמצון מראש מעורבבים לעתים קרובות עם סיבים אחרים (כגון ארמיד, ויסקוזה מעכבת בעירה, סיבי זכוכית) כדי לאזן בין עלות, תחושה וביצועים (לדוגמה, בד לא ארוג טהור שעבר חמצון מראש הוא קשה, אך הוספת 10-30% ויסקוזה מעכבת בעירה יכולה לשפר את רכותו).
ג. תרחישי יישום ספציפיים של בד לא ארוג מחומצן מראש
בשל תכונותיו מעכבות בעירה ועמידות בפני טמפרטורה גבוהה, בד לא ארוג מסיבים מחומצנים מראש ממלא תפקיד מפתח בתחומים רבים:
1. כיבוי אש והגנה אישית
· בטנה פנימית/שכבה חיצונית של כבאים: בד לא ארוג שעבר חמצון מראש הוא מעכב בעירה, עמיד לטמפרטורות גבוהות ונושם, וניתן להשתמש בו כשכבת הליבה של חליפות כיבוי אש כדי לחסום מעבר להבות וטמפרטורות גבוהות, ולהגן על עורם של הכבאים; בשילוב עם ארמיד, הוא יכול גם לשפר את עמידות הבלאי והקרע.
· ציוד מגן לריתוך/מתכת: משמש לריפודי מסכות ריתוך, כפפות עמידות בחום, סינרים לעובדי מתכת וכו', כדי להתנגד לניצוצות עפים ולקרינה בטמפרטורה גבוהה (עם עמידות לטמפרטורה לטווח קצר של מעל 300 מעלות צלזיוס).
· ציוד חירום למילוט: כגון שמיכות כיבוי אש, חומרי סינון למסכות מילוט, שיכולים לעטוף את הגוף או לסנן עשן במהלך שריפה (עשן נמוך וחוסר רעילות חשובים במיוחד).
2. הגנה ובידוד תעשייתיים בטמפרטורה גבוהה
· חומרי בידוד תעשייתיים: משמשים כציפוי פנימי של צינורות בטמפרטורה גבוהה, רפידות בידוד לדודים וכו', כדי להפחית אובדן חום או העברת חום (עמידות ארוכת טווח לסביבות של 200 מעלות צלזיוס ומעלה).
· חומרי בניין חסיני אש: כשכבת מילוי של וילונות וחומות אש חסיני אש בבניינים רבי קומות, או חומרי ציפוי כבלים, לעיכוב התפשטות אש (עומדים בדרישות GB 8624 עמידות באש דרגה B1 ומעלה).
· הגנה על ציוד בטמפרטורה גבוהה: כגון וילונות תנור, כיסויי בידוד חום לתנורים, כדי למנוע כוויות של אנשים מפני השטח החמים של הציוד.
3. שדות סינון בטמפרטורה גבוהה
סינון גזי עשן תעשייתיים: טמפרטורת גז העשן ממשרפות פסולת, מפעלי פלדה ותנורי תגובה כימית מגיעה לעיתים קרובות ל-200-300 מעלות צלזיוס, ומכילה גזים חומציים. בד לא ארוג שעבר חמצון מראש עמיד בפני טמפרטורות גבוהות וקורוזיה, וניתן להשתמש בו כחומר בסיס לשקיות סינון או גלילי סינון, לסינון יעיל.
4. תרחישים מיוחדים אחרים
חומרי עזר לתעופה וחלל: משמשים כשכבות בידוד חסינות אש בתוך תאי חלליות ואטמים לבידוד חום סביב מנועי רקטות (אשר יש לחזק בשרפים עמידים לטמפרטורות גבוהות).
חומרי בידוד חשמליים: משמשים כאטמים מבודדים במנועים ושנאים בטמפרטורה גבוהה, הם יכולים להחליף חומרי אסבסט מסורתיים (לא מסרטנים וידידותיים יותר לסביבה).
IV. יתרונות ומגמות פיתוח של בדים לא ארוגים מסיבים מחומצנים מראש
יתרונות: בהשוואה לחומרים מעכבי בעירה מסורתיים (כגון אסבסט וסיבי זכוכית), בד לא ארוג מסיבים מחומצנים מראש אינו מסרטן ובעל גמישות טובה יותר. בהשוואה לסיבים יקרים כמו ארמיד, הוא בעל עלות נמוכה יותר (כ-1/3 עד 1/2 מארמיד) והוא מתאים ליישום אצווה בתרחישים מעכבי בעירה בינוניים ויקרים.
מגמה: שיפור הקומפקטיות ויעילות הסינון של בדים לא ארוגים באמצעות עידון סיבים (כגון סיבים דקים מחומצנים מראש, בקוטר < 10 מיקרון); פיתוח טכניקות עיבוד ידידותיות לסביבה עם פורמלדהיד נמוך וללא דבקים; בשילוב עם ננו-חומרים (כגון גרפן), זה משפר עוד יותר את העמידות לטמפרטורות גבוהות ואת התכונות האנטיבקטריאליות.
לסיכום, היישום של סיבים מחומצנים מראש בבדים לא ארוגים תלוי בתכונותיהם המרוכבות של "עמידות בפני בעירה ועמידות בטמפרטורה גבוהה" כדי להתמודד עם חסרונות הביצועים של חומרים מסורתיים בסביבות טמפרטורה גבוהה ולהבה גלויה. בעתיד, עם שדרוג תקני הבטיחות וההגנה מפני אש בתעשייה, תרחישי היישום שלהם יורחבו עוד יותר.
