汽车安全气囊的技术发展

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1、汽车安全气囊的技术发展毕海峰张玉梅王华平（东华大学材料科学与工程学院，上海!"""%&）【摘要】介绍了汽车安全气囊的发展历史以及气囊技术从涂层织物向非涂层织物发展的过程，分析了气囊用原料的种类、性能。在安全气囊用织物市场中，聚酰胺占据’’(的份额，其余是聚酯及其它纤维，而多组分原料也将成为未来研究的热点。在此基础上，对常用安全气囊用纱的规格按标准纱和低旦单丝分别作了说明。叙词：汽车安全气囊原料聚酰胺聚酯!汽车安全气囊的发展历史&’%)年，*+,-./01234设计了一个名为“汽车用安全垫”的装置，在他的专利中描述了一种类似于当今的安

2、全气囊的设备。［&］这篇专利的发表标志着安全气囊的研究及应用的开始。随后，许多汽车制造公司（包括福特、大众）的研究中心都投入了大量的经费用于安全气囊的研制开发。安全气囊亦称空气袋，是汽车的一个安全装置，它与安全带配合使用，在汽车交通事故中为拯救司乘人员的生命作出了重大贡献。安全气囊分为胸部安全气囊、连接头部和胸部的安全气囊以及仅用于头部的安全气囊。在汽车正常行驶的情况下，安全气囊折叠并隐藏在衬垫里，而当汽车正面碰撞并达到一定的冲击强度时，安全气囊利用由电子脉冲引发的空气发生器，在千分之二秒的时间内迅速被高温、高压、高速气流充胀，从而

3、减弱因剧烈碰撞产生的强大冲击力，以保证司乘人员的人身安全。&’$’年，美国政府规定前排司乘人员必须使用安全带和安全气囊［!］，西欧和日本虽未立法，但也普遍使用，这大大的加速了安全气囊在原料及技术等各方面的不断地升级换代。"汽车安全气囊的生产技术据资料统计，安全气囊的生产技术已经历了5个发展过程：第一代是以聚氯乙烯为涂层的缝制型织物气囊；第二代是以硅酮为涂层的缝制型织物气囊；第三代是非涂层织物气囊，利用织物自身的结构产生阻气性，但仍为缝制型；第四代则为非涂层全成型气囊，这种气囊在织机上直接加工成袋状，无需缝制。与涂层型安全气囊织物相比

4、，非涂层型安全气囊织物具有以下优点：6）气囊系统工作过程中，气囊中灼热空气的排逸采取织物过滤方式，这对减少车厢污染、保护环境卫生十分有利；7）减少涂层加工，使工艺流程缩短，成本降低；3）气囊织物使用之后可以回收，符合环保要求。随着现代化工业的发展以及司乘人员对安全性及舒适性的要求，安全气囊的发展将向着更新型的智能化的方向发展。英国已研制出一种灵敏安全气囊装置，它可以根据乘客的体形、位置、坐姿及撞车的程度等，灵活的控制气囊展开的张力及速度，以达到最佳的保护作用。#汽车安全气囊用材料及其性能安全气囊要求其必须具备包装体积小，快速充气、放

5、气，长期不需维修，阻燃等特点。包装体积小要求织物必须轻、薄，有良好的抗折皱性；快速充气和放气则要求织物有较高的持续抗撕裂性、可加工性，有较好的弹性以及较低的空气渗透性；长期不需维修则要求织物必须具有抗微生物性、耐候性、抗化学降解性和尺寸稳定性。综上所述，安全气囊用于纤维需具有良好的强度、韧性、耐热性和抗老化性。［)］·%)·综合评述现代纺织技术·第$卷（"%%!）第!期万方数据用于安全气囊的纤维原料主要是聚酰胺、聚脂。此外，聚烯烃、聚丙烯腈纤维、碳纤维、陶瓷纤维、玻璃纤维甚至于经过适当处理的天然纤维也可用于气囊织物。对于综合性能要求

6、较高的织物，可采用多组分原料。!"#聚酰胺纤维安全气囊织物发展的整个历史是以聚酰胺长丝纱为基础的，聚酰胺长丝纱具有的特性使它成为安全气囊织物最理想的材料。聚酰胺纤维具有初始模量低、弹性好、热焓量高等特点，其织物在动态载荷作用下具有应力分布均匀、吸收能力大及抗冲击性能好、耐热性和阻燃性较好等优点。此外，织物柔软性好，长期折叠时折痕不易变脆。特别是$%&&纤维具有良好耐热性，强度高，且有适当的延伸度，柔软性较好，因而在安全气囊这一市场获得巨大成功，在整个安全气囊用织物市场中，$%&&占据’()的份额，$%&为*)，剩余的是聚酯及其它纤维

7、。$%&长丝的熔点、热焓均低于$%&&，但经特殊处理的$%&长丝也能成为较好的安全气囊用原料。例如%++,-./,012+公司生产的/234526.$%&纱制作安全气囊与使用$%&&纱制作的安全气囊相比，有较大的抗撕裂性、较佳的可折叠性、优良的强度保持力，在冲击、老化和燃烧试验中表现出与$%&&相同甚至更优的性能。德国%789·:9;-+公司与

8、*&织物来代替涂层的$%&&织物；可用纤度较细的长丝制成具有相同性能的织物，以减少其折叠体积；可用更热的气体填充气囊从而缩短空气袋展开时间［*］。!">聚酯纤维随着非涂层气囊的发展及热轧阻气工艺的应用，聚酯纤维也已成为现今气囊原料的研