安全气囊织物发展现状

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汽车的安全性能一直是人们关注的首要问题，安全气囊作为汽车部件中最为重要的安全部件之一，已成为迅猛发展的高新产业，是各国关注的研究重点。

根据汽车行业的调查报告，当汽车前部发生碰撞时，若汽车装有安全气囊，驾驶员死亡率明显更低，特别是大客车，死亡率降低 30%[1]，能够有效减少交通事故伤亡。

全球安全气囊领域的知名企业有瑞典奥托立夫、日本高田、美国天合、德国采埃孚、美国百利得，产品市场份额也基本由这些企业瓜分。中国在汽车安全气囊领域的研发起步较晚，与国外安全气囊技术及产品相比尚缺乏优势，因而产品市场占有率一直较低。20 世纪初，瑞典奥托立夫率先在中国上海建厂，随后其他总成厂商和零部件供应商也纷纷来华，以奥托立夫为代表的跨国公司投资的企业占据了中国绝大部分的市场份额[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囊系统核心技术、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囊供应商就纳入了中国企业旗下。

本文将分别从安全气囊织物的纤维原料、安全气囊织物的类型及安全气囊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囊织物的发展现状。

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安全气囊织物的纤维原料

聚酰胺纤维

第一代气囊织物在 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，涂层织物易变质，不便回收利用；第二代气囊织物将硅橡胶涂层附着于尼龙织物，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]；第三代非涂层气囊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囊，是以聚酰胺纤维为原料的全成型安全气囊，在气囊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，安全气囊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囊用原料，虽然其熔点、热焓更低[3]，但其经特殊处理后制作的安全气囊与使用锦纶 66 相比，有较好的抗撕裂性和可折叠性，在冲击、老化和燃烧试验中的表现更优。

聚酯纤维

21 世纪初，随着非涂层气囊的发展，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囊。

PA66、PA6、PET 的物理特性比较见表 1[4]。

表1 PA66、PA6、PET的物理特性比较

原料	熔点/℃	热焓值/（J·g-1）	密度/（g·cm-3）
PA66	258	620	1.14
PA6	216	507	1.13
PET	256	303	1.31

多组分原料

为改善气囊织物的综合性能，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。