安全气囊织物发展现状Word下载.docx

1、中国 自主品牌方面主要为锦州锦恒、东方久乐和华懋科技等,东方久乐是目前 国内唯一掌握汽车安全气霆系统核心技术、拥有完全自主知识产权并实现 产业化的本土企业。2018年，已经申请破产的日本高田被宁波均胜集团 收购，从此这个全球知名的安全气霆供应商就纳入了中国企业旗下。本文将分别从安全气曩织物的纤维原料、安全气委织物的类型及安全气曩 织物的结构与性能要求这三个方面进行论述，简要介绍目前国内外汽车安 全气曩织物的发展现状。1、安全气曩织物的纤维原料聚酰胺纤维第一代气曩织物在20世纪70年代由美国通用汽车公司提出，以聚酰胺 长丝纱为原料涂覆氯丁橡胶,然而实际使用证明，氯丁橡胶的涂膜耐用性 差,涂层厚,

2、涂层织物易变质,不便回收利用；第二代气曩织物将硅橡胶 涂层附看于尼龙织物，环境变化时硅橡胶涂层可保持其特性不变，高温时 性能仍很稳定，且硅胶涂膜具有润滑性,织物轻薄柔软2;第三代非涂层 气曩织物仍使用聚酰胺长丝纱生产,通过提高经纬纱密度，并采取后整理 加工途径提高织物阻气性能；90年代初产生的第四代气曩,是以聚酰胺 纤维为原料的全成型安全气曩，在气曩的生产过程中一次性完成袋状加 工，圆满解决了非涂层织物后期加工困难的问题。由此可见，安全气曩织物发展的整个历史是以聚酰胺长丝纱为基础的，特 别是锦纶66 ,相比其它纤维原料,其性能表现更加理想。除最普遍的锦 纶66外，锦纶6长丝也可作为安全气曩用原

3、料，虽然其熔点、热焙更低 3，但其经特殊处理后制作的安全气曩与使用锦纶66相比,有较好的抗 撕裂性和可折養性，在冲击、老化和燃烧试验中的表现更优。聚酯纤维21世纪初,随看非涂层气委的发展，聚酯纤维也成为研究热点。高强聚 酯长丝织物具有轻薄、强度高、耐化学性等优点，成本低，前后道加工更 简便，易回收，且聚酯的回潮率比聚酰胺低，受湿度变化的影响不明显， 相对不易变形，在5 10年后仍能保持较低的空气渗透率。德国 Hoechst公司曾开发过一种高强聚酯丝，细度在250 550 dtex之间, 织成的织物吸湿性较低,空气渗透性低,无需后整理就可直接用于生产安 全气曩。PA66、PA6、PET的物理特性

4、比较见表14。表1 PA66、PA6、PET的物理特性比较原料熔点/C热恰值）密度/ （ g-cm-3 ）PA662586201.14PA62165071.13PET2563031.31多组分原料为改善气曩织物的综合性能,采用多组分原料也是一项行之有效的措施。由不同组分或结构的多种纱线构成织物例如在聚酰胺为主的织物中加入少量高伸长丝。日本东丽在以聚酰胺或芳 族聚酰胺为主的织物中,加入重量比为2%3% ,伸长率为400% 1000% ,线密度为11.1-111 dtex的聚氨基甲酸酯高伸长丝4,大大 提高了织物的机械性能,织物柔软性也更高。由不同组分的纤维构成复合纱用耐热性能好的纤维和热塑性纤维

5、混合制成纱线,织成的织物在经过热整 理后，透气性降低，织物既有较好的耐高温性能，也有较好的气密性。 STRAHCE&HESS GMBH曾采用耐热的间位芳族聚酰胺纤维与热塑性纤 维混纺,在高温下用金属或玻璃划也不破裂。热纤维的应用有效解决了织 物面密度降低却造成织物热容量降低这一问题。由不同成分的聚合物构成复合纤维聚酯的吸湿性比聚酰胺更低,聚酰胺的耐热性能更好，因此可以考虑将二 者结合制成复合纤维，聚酯作芯,聚酰胺作皮层,能够明显提升织物的尺 寸稳定性和耐热性等性能。2、安全气霆织物类型根据是否有涂层,安全气曩可以分为涂层织物、非涂层织物和混合型气委 用织物。涂层织物氯丁橡胶是最早用于安全气曩的

6、涂层原料,氯丁橡胶对外部环境的敏感性 低，抗老化性能好，价格便宜，但氯丁橡胶受高热时分解产生有毒的氯化 物气体,给织物带来酸性环境,使其脆化；在高遍环境下易与强氧化剂反 应，自身会发生老化，失去原有性能；从加工上考虑，氯丁橡胶与尼龙很 难融合，且在尼龙织物上涂覆氯丁橡胶成本高昂。20世纪80年代，日本开始开发使用硅橡胶涂覆材料。硅橡胶具有优良的 环境稳定性,和稳定的化学性能；耐磨、耐久性能好，触感好，便于折 S；硅橡胶耐极限热的能力强,比氯丁橡胶涂覆量小就可达到同样的耐热 性2。随看更深入的硏究,液体硅橡胶材料各项性能有了进一步提升，其具有质 量轻、折舂尺寸小、强度高、耐老化、成本低等特点，更

7、适合生产。非涂层织物非涂层型安全气畳织物有缝制型和全成型两种,其通过织物本身的孔隙排 出灼热空气,并且加工工序更少，成本降低，织物更加轻薄柔软。缝制型气曩织物由两层不同规格、不同透气率的织物缝制而成。通常，朝 司乘人员的一层具有较小的透气率，另一层的透气率较大，使气霆内大部 分高温气体可以迅速从背面排出，减少对人体的伤害5。全成型气妻在织机上直接加工成袋状，其织物是通过改变平纹组织的组织 点位置来改变两层织物或织物中某一区域透气率的6,生产效率较传统气 曩织物更高,生产浪费少，单位成本更低，相应的生产效率也更高。近几 年德国GST集团和法国Lectra公司合作，通过预生产软件和最新的激光 裁剪

8、技术，可以做到一开始便能生产出没有瑕疵的全成型气曩袋，有效地 减少了原料浪费；2015年延锋百利得公布过一种主体采用异形截面纱， 经编成型的全成型气曩袋7 ; 2017年，厦门的华懋材料公司公布了其最 新的研发成果，即由新型内腔织物构成的全成型气塞,该气委内外的封边 都根据位置特征进行了组织设计,内腔织物也由不同结缝区域连接构成 7,这样的织物结构在保证气密性的同时，提高了气委的织物强度和缓冲 能力，使其能更有效地承受气体冲击。涂层织物与非涂层织物的特性比较2见表2。表2涂层织物与非涂层织物的特性比较性能气密性精确控制变量厚度厚薄裁剪容易不易可折喬性好化学稳定性可回收性低咼混合型织物这种类型的

9、织物在面向人体的一面采用涂层织物，保证气霆的气密性，在 背面用透气良好的非涂层织物,用于排出灼热气体6,使两类织物的优势 得到更大体现。3、安全气曩织物的结构与性能要求当汽车发生碰撞并达到一定的冲击强度时,气曩在气体发生器的作用下迅 速被高温高速气流充胀8,并在瞬间排出气体保护乘员,因此气曩织物不 能熔融燃烧,并且要有较好的力学性能和一定的气密性；特定的使用场所 要求其能够在-3585C的环境下压缩保存15年9。因此，为了更好地 实现安全气塞的安全性,气曩织物应满足下列要求。织物结构稳定的织物结构能够更好地保证安全气臺的安全性。织物线密度气曩织物常用的长丝规格是470 dtex/120根,以聚

10、酰胺为原料的织物纱 线线密度一般在110-940 dtex之间4。织物组织在相同条件下，1上1下平纹、2上2下斜纹、2上2下重平3种不同 组织的织物,斜纹织物的透气量最大，平纹最小。相比另外两个组织，平 纹组织浮长最短，结构稳定性最高,织物硬挺,相同条件下透气量更小， 织物强度也更大10。平方米质量气曩织物的平方米重量一般要求为195260 g/m2 ,在气妻包装上，要 求体积足够小，因此织物需足够轻、薄,当织物经纬密度不变时，降低原 料比重,可以降低织物平方米质量；气塞工作时，气曩袋对人体的冲击力 大小受织物克重的影响。织物厚度织物单层厚度影响折舂尺寸的大小,且安全气曩的储存空间有限，一般要

11、 求其厚度为 0.28-0.38 mm 11 o透气性非涂层安全气曩主要依靠织物本身的透气性来排气。根据ASTM标准， 气曩织物的经向密度不小于18根/cm ,纬向密度不小于18.5根 /cm10o如果织物密度过低，气曩很可能起不了保护作用；密度过高， 则织物透气性差12,手感过于硬挺,气妻弹出时可能会伤害到人体。 发生碰撞时,气委需要在35 ms12以内快速膨胀至形状饱满,要求织物 有足够小的透气量；气曩内气体在人体向前撞击的10 ms11内迅速排 出,防止人体反弹，这又要求气曩织物有一定的透气性,因此必须要精确 控制非涂层织物的透气量。在500 Pa的压差下,非涂层气曩织物的透气 量要求：

12、朝向人体正面织物为5 L/（m2 min）,背面为10L/（m2min）11o织物密度织物密度能够在最大程度上影响非涂层织物的气密性。对于缝制型安全气 曩织物，可根据上、下层织物不同透气率的要求，经纬纱可以采用不同特 数、不同捻度或不同的织物经纱密度5;对于全成型气曩,封边要考虑其 可织性能和牢固程度，还要考虑到其和曩身相接处的气密性,在设计、织 造时改变封边组织的经纬纱浮长或减少经纱每箝穿入数,可以改善封边的 可织性。干热收缩率非涂层织物的诱气性也受到长丝干热收缩率的影响。对于织物的热定型处 理，不同原料的热收缩率不同,热定型处理时,如果长丝的热收缩率较 大,织物的收缩程度也会较大,织物密度

13、增加,也在一定程度上改变了织 物的透气性,因此,要根据原料的热收缩率来控制织物的变形程度,以此 影响织物的透气率13。力学性能气曩织物力学性能要考虑的因素较多。在工作时，要求织物强度高、抗撕 裂、弹性好、耐摩擦，能够快速充、放气5;由于气曩的可使用年限要 求高，因此要求织物有良好的尺寸稳定性、抗老化性能。撕裂性能对于非涂层织物,织物撕裂强力与纱线强力成近似正比关系。织物发生撕 裂时,纱线间相对滑移,形成撕裂三角区域,该区域的纤维共同承受撕裂 强力。当织物涂层后，撕裂强力由织物和涂层薄膜共同承担,由于涂层的渗透， 纱线间和纤维间有所粘连，相对滑移减少，使切口处的应力更加集中，织 物的撕裂强力降低

14、。另外，织物组织、织物织缩、经纬密以及织物的后整 理也对织物撕裂强力有较大影响9,般平纹组织织物的撕裂强力最小。织物强力安全气曩展开时一方面承受乘员瞬间撞击气畳所产生的冲击,另一方面承 受高压高速高温气流对气曩本身的冲击和拉伸作用,因此要求其弹性好， 初始模量低，伸长大14,使气曩展开时织物伸长大，吸收冲击能量大。 织物强度主要由其规格结构和原料本身的强度决定15。织物的经纬密合 适，一般其强力不会过低，同时要注意织造过程的把控,尽量减少织造时 的强力损失，保持织物经纬向强力均匀13;若断裂强力不够，气曩引爆 时织物易断裂引起气曩失效。对于涂层织物,降低涂层的硅胶黏度能够有 效改善织物的拉伸性

15、能。不同规格气曩织物断裂强度9见表3。摩擦性能织物良好的耐磨性可以保证气曩展开时产生的热量小，不易导致燃烧。气 曩织物在后道加工工序中需要进行磨绒整理，要求气塞在摩擦后不能有明 显的强力损失11,所以织物的动摩擦系数应足够小。对聚酰胺气曩织物 采取轧光整理和起绒整理，可以使纤维皱缩，填充织物间隙,使织物表面 光洁，减小动摩擦系数,织物更加柔软,即使发生碰撞,也能避免更多的 意外擦伤。在轧光整理时要注意参数的控制，合适的轧覘速度、压力和温 度的合理配置，都有助于改善织物摩擦性能。热学性能当气委充气时，瞬时达到高温,织物的耐高遍性和阻燃性能要好。纤维的 高熔点、高热焙值能使其有效地阻燃，在同样条件

16、下，热恰值高的织物遍 度上升速度低，耐热性好，在这一点上锦纶纤维明显优于涤纶。标准GB 8410- 2006汽车内饰材料的燃烧特性规定，汽车内部的织物燃烧火 焰在60 s内自行熄灭,燃烧长度不超过50 mm，对气曩织物的阻燃要求 要更高。气曩织物的耐热性主要由原料本身决定，其次也受到涂层性能和 后道加工的影响，比如阻燃后整理13。4、安全气霆织物的结构与性能要求对安全气霆织物的基本情况及发展进行了简要分析。通过对锦纶66长 丝、高强聚酯丝的性能,其他纤维和涂覆材料的延伸，以及气曩织物在工 作场景下各方面性能要求的分析，得出的结论是目前安全气委织物的原料 选取仍然以聚酰胺为主,辅以其他性能优异的

17、纤维；在织物性能方面，主 要要求织物组织结构稳定，气密性好，织物轻薄柔软，热学性能优异，强 力高，伸长性能、耐摩擦性能好，耐老化。目前安全气霆织物除了材料以 外，主要的研究方向包括智能化、高强度、良好的耐热性、低气密性以及 低成本等，它是环境友好型产品，从长远的角度看,中国企业的各方面发 展空间更好。参考文献1亢旭阳，王丽梅，白银慧，等.发展我国安全气曩袋用纤维的思考 J.企业技术开发,2011 , 30 （ 21 ） : 112-113 .2朱俊伟，方虹天，庞明军,等聚酯安全气曩的长丝优选及织造探 讨J 现代丝绸科学与技术,2010, 25 （3） ：4-9.3毕海峰，张玉梅，王华平汽车安全

18、气曩的技术发展J 现代纺织 技术，2001 ,9 （ 1 ）: 53-56 .4王叔丽国外汽车安全气曩涂覆织物的进展J 特种橡胶制品, 2000 , 21 （ 1 ） : 9-11 .5方一芳，蒋世祥安全气曩织物的研制与开发J 丝绸,2000 ,45 （ 11 ） : 28-32 .6王坤.汽车安全气曩概述C润力杯全国织造科技创新学术研讨会 暨2013织造年会论文集.江苏：中国纺织工程学会，2013 : 162- 164 .7张丹.一体成型安全气曩的专利技术综述J 专题与论述，2019, 48 （ 5 ） : 42-43 .8谢伟平，穆国宝，何凯欣,等浅谈被动安全系统对汽车安全性能 的作用及未

19、来发展趋势J 汽车零部件，2018 , 13 （ 7 ） : 90-93 .9季莹，胡国伟,胡飞侠安全气曩气袋的技术现状及发展趋势J. 汽车与配件，2010 , 30 （ 10 ） : 34-37 .10茅惠伟，叶宏武.织物性能及整理工艺对非涂层安全气曩透气性的 影响J.浙江纺织服装职业技术学院学报，2008 ,7 （ 2 ） : 19-29 .11侯大寅,卜佳仙汽车用安全气曩织物的质量标准及测试方法J 上海纺织科技，1998 , 26 （ 6 ） : 54-56.12刘春娜，王新厚.安全气曩织物动态透气性的测试硏究J 测试技 术学报，2007 , 21 （ 5 ） : 396-399 .13程晓伟.汽车安全气曩织物生产工艺探讨J.江苏纺织，2009, 28 （ 1 ） : 47-5014马鹏程，庄源,孙永明，等.一种高网络、大强度安全气委用涤纶 工业长丝的制备J.合成纤维，2017 , 46 （ 3 ） : 28- 31 .15庞明军，朱俊伟，方虹天.安全气曩涤纶长丝拉伸性能测试分析J.现代纺织技术,2011 ,20 （ 2 ） : 43-46 .【汽车测试圈】仅限整车、零部件、测研机构、测试设备企业长按识别加入！