尼龍66汽車安全氣囊材料的性能及濕熱穩(wěn)定性研究.pdf

1、尼龍66作為工程塑料廣泛應(yīng)用在汽車安全氣囊上，對于它的老化問題的研究顯得日趨重要。本文是以尼龍66汽車安全氣囊材料作為研究、測試對象，從實(shí)驗(yàn)和理論兩個(gè)方面研究、比較了氣囊織物性能對氣囊袋工作性能的影響，以及尼龍66材料熱氧老化過程與機(jī)理，尋找有效的抑制或延緩老化措施。研究結(jié)果為合理選擇相匹配的氣囊織物面料、提高氣囊材料的貯存壽命、確保氣囊的工作穩(wěn)定性和最大防護(hù)效率提供了理論依據(jù)和參考。本項(xiàng)研究的重點(diǎn)是氣囊織物的性能(包括濕、熱穩(wěn)定性)和

2、針對氣囊袋的擺錘沖擊碰撞技術(shù)，提出用于尼龍66氣囊織物的人工加速老化方法，全面分析織物性能對整套安全氣囊系統(tǒng)工作時(shí)的影響，并為尼龍66氣囊材料、氣囊袋(貯存)使用壽命的研究提供進(jìn)一步的試驗(yàn)參考數(shù)據(jù)。
　　 首先進(jìn)行的是氣囊織物的選擇、氣囊織物性能的測試、建立評價(jià)體系、各種試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的選擇，根據(jù)最新EASC99040180質(zhì)檢測試標(biāo)準(zhǔn)對安全氣囊織物的各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行測試，探明織物織造參數(shù)與織物性能之間的關(guān)系，總結(jié)規(guī)律，建立數(shù)據(jù)庫，研

3、究織物性能對整套安全氣囊系統(tǒng)工作時(shí)的影響。
　　 結(jié)合臺架、臺車和實(shí)車碰撞測試的優(yōu)點(diǎn)，我們研究設(shè)計(jì)并改進(jìn)了專門用于檢測氣囊袋工作性能的可重復(fù)使用的擺錘沖擊碰撞試驗(yàn)系統(tǒng)，對試驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以及對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理作了詳細(xì)介紹。對不同織物面料的氣囊袋進(jìn)行人工加速老化前后碰撞測試，分析不同的尼龍66氣囊袋在相同起爆條件下的展開方式和HIC值，研究熱氧老化后氣囊袋工作的穩(wěn)定性和安全性，預(yù)測安全氣囊在汽車發(fā)生碰撞事故時(shí)對車內(nèi)乘員的保

4、護(hù)性能。
　　 大氣條件下對16種尼龍66氣囊織物進(jìn)行自然(非暴露)老化試驗(yàn)的同時(shí)，還對16種氣囊織物面料和3種氣囊長絲纖維進(jìn)行加速熱氧老化處理，包括高溫老化、高濕老化、高低溫交變老化及多種手段綜合老化。分析氣囊工作環(huán)境條件后合理選擇試樣種類，選定織物強(qiáng)力和長絲的力學(xué)性能作為關(guān)鍵測試性能，對尼龍66氣囊材料的老化性能進(jìn)行考察和評估，并記錄尼龍66氣囊織物材料宏觀性能的變化，分析溫、濕度和環(huán)境交變對尼龍66氣囊織物濕熱穩(wěn)定性的影響

5、，積累有關(guān)尼龍66氣囊材料濕、熱穩(wěn)定性的數(shù)據(jù)，確定影響尼龍66氣囊材料壽命的主要因素。
　　 在60℃-150℃溫度范圍對350dtex氣囊絲進(jìn)行了熱空氣加速老化試驗(yàn)，比較分析了自然(非暴露)老化與人工加速老化試驗(yàn)數(shù)據(jù)的相關(guān)性。依據(jù)Arrhenius定理和外推法建立數(shù)學(xué)模型，預(yù)測氣囊材料在25℃的長期強(qiáng)力和貯存(使用)壽命。此外，從老化動(dòng)力學(xué)角度出發(fā)，通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果研究了尼龍66的反應(yīng)活化能和老化溫度間的關(guān)系，提出尼龍66的熱氧老

6、化過程中存在非阿倫紐斯行為，即尼龍66的表面反應(yīng)活化能在不同溫度下不同。運(yùn)用這項(xiàng)研究結(jié)論可以更準(zhǔn)確地預(yù)測尼龍66常溫下的貯存(使用)壽命。最后的計(jì)算結(jié)果顯示尼龍66具有優(yōu)良的耐熱氧老化性能，常溫(25℃)下氣囊材料的預(yù)測壽命為69.08年，是氣囊設(shè)計(jì)使用壽命的四倍多。
　　 最后本文分析了尼龍66的熱氧老化機(jī)理，通過人工加速老化試驗(yàn)對尼龍66氣囊絲老化過程中的斷裂強(qiáng)力、特性黏度(黏均分子量)、結(jié)晶度、分子鏈取向度之間關(guān)系進(jìn)行了研