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，從實驗和理論兩個方面研究、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)定性和最大防護效率提供了理論依據(jù)和參考。本項研究的重點是氣囊織物的性能(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一步的試驗參考數(shù)據(jù)。
　　 首先進行的是氣囊織物的選擇、氣囊織物性能的測試、建立評價體系、各種試驗標準的選擇，根據(jù)最新EASC99040180質(zhì)檢測試標準對安全氣囊織物的各項性能指標進行測試，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)工作時的影響。
　　 結(jié)合臺架、臺車和實車碰撞測試的優(yōu)點，我們研究設(shè)計并改進了專門用于檢測氣囊袋工作性能的可重復使用的擺錘沖擊碰撞試驗系統(tǒng)，對試驗設(shè)備、實驗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以及對實驗數(shù)據(jù)的處理作了詳細介紹。對不同織物面料的氣囊袋進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，預測安全氣囊在汽車發(fā)生碰撞事故時對車內(nèi)乘員的保

4、護性能。
　　 大氣條件下對16種尼龍66氣囊織物進行自然(非暴露)老化試驗的同時，還對16種氣囊織物面料和3種氣囊長絲纖維進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，選定織物強力和長絲的力學性能作為關(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氣囊絲進行了熱空氣加速老化試驗，比較分析了自然(非暴露)老化與人工加速老化試驗數(shù)據(jù)的相關(guān)性。依據(jù)Arrhenius定理和外推法建立數(shù)學模型，預測氣囊材料在25℃的長期強力和貯存(使用)壽命。此外，從老化動力學角度出發(fā)，通過實驗結(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。運用這項研究結(jié)論可以更準確地預測尼龍66常溫下的貯存(使用)壽命。最后的計算結(jié)果顯示尼龍66具有優(yōu)良的耐熱氧老化性能，常溫(25℃)下氣囊材料的預測壽命為69.08年，是氣囊設(shè)計使用壽命的四倍多。
　　 最后本文分析了尼龍66的熱氧老化機理，通過人工加速老化試驗對尼龍66氣囊絲老化過程中的斷裂強力、特性黏度(黏均分子量)、結(jié)晶度、分子鏈取向度之間關(guān)系進行了研