碳纤维复合材料应用于轨道交通领域,防火是关键点。所谓的防火,要涉及四个方面的内容,阻燃性、烟密度、熔滴性、烟毒性。
1、阻燃性
首先阻燃性,指材料具有明显推迟火焰蔓延的性质。也就是火焰烧到到复合材料部件上,无法继续向前蔓延。通常用产品燃烧破坏长度或者燃烧熄灭时间来判断阻燃性的好坏。例如德国铁路车辆防火标准D5510-2对阻燃性分为 S2-S5(S2/S3/S4/S5)四个等级,分别要求:
(1)DIN5510-2 S2级要求:
产品燃烧破坏长度不超过30cm。
(2)DIN5510-2 S3级要求:
产品燃烧破坏长度不超过25cm且后燃烧时间不超过100s。
(3)DIN5510-2 S4级要求:
产品燃烧破坏长度不超过20cm且后燃烧时间不超过10s。
(4)DIN5510-2 S5级要求:
产品燃烧破坏长度无且后燃烧时间无。
2、烟密度
其次是烟密度,也就是火焰蔓延到复合材料部件上,发出的烟的多少。一般来讲,发烟越少,对人体危害越小。测试烟密度,主要利用光线通过烟雾衰减多少来评判。光线衰减越大,烟密度越大,光线衰减越小,烟密度越小。D5510-2将烟密度分为3个等级,未达到SR1,SR1,SR2,分别要求:
3、熔滴性
关于熔滴性,很容易理解。比如烧塑料制品,会发现塑料被烧成液滴,并伴随着火苗滴落下来。熔滴性差的复合材料制品,会造成火焰蔓延的不可控。所以,对熔滴性的评判,只有两个标准,产生熔滴和不产生熔滴现象。
4、烟毒性
地铁/高铁等车辆的火灾的伤亡中,浓烟引起的窒息死亡远远大于火灾本身造成的死亡,因此对地铁/高铁等材料的烟雾毒性的测试十分必要。D5510-2标准设置毒性指数FED指标来评判烟毒性,通常要求烟毒性指数FED≤1。
未来600公里时速的磁悬浮列车的研发,贴地飞行对车辆减重提出了更高的要求,所以碳纤维复合材料替换铝合金是大势所趋。针对轨道交通开发出适合其特点的树脂以及预浸料体系,显得尤为重要。
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