第一大优点:便宜。在日本“1kg大约100日元左右”,而同量的硝酸胍则为600~800日元,高出6倍以上。第二大优点:便于气体发生器缩小体积。因为与硝酸胍相比,硝酸铵的气体发生量要多出许多。第三大优点:环保。因为硝酸铵反应后产生的是氮气、氧气和水。虽然硝酸胍反应后也无大的毒性,但会产生二氧化碳。所以各公司的技术人员都倾心于硝酸铵。
但是硝酸铵同时还有两大缺点:一个是在不同温度下会出现导致体积变化的相转移,而硝酸胍则无此现象。
出现相转移,材料的结晶状态就会发生变化,材料体积也随之增减,此时令人讨厌的是相变化有可能使得气体发生剂的形状崩溃破损。硝酸铵本身是白色粉末,用于气体发生剂时通常和其他化合物混合后做成片剂。一个气体发生器中会放入十几个~几十个这样的片剂。
气体发生剂的爆炸速度由药片的表面积决定,面积越大,爆炸速度越快。而片剂的形状一旦崩溃,就会导致表面积增大,最坏的情况,爆炸速度有可能超过气体发生器的容许极限值,此时,安全气囊就会受到过大的气压而导致气囊破裂,气体发生器也会破碎飞射出来。
硝酸铵在不同的温度下会产生5种结晶状态的相转移,其中一种刚好发生在车内常见的32℃。汽车的温度经常会高于或低于这个温度,所以片剂也会随之膨胀收缩,频繁的体积变化有可能导致片剂破损。
硝酸铵还有一个缺点就是对于水的溶解度高,容易吸收水分。20℃时100g水中可以溶解190g的硝酸铵。所以空气中稍有水分就会被吸收,导致片剂膨胀破损。之后就会和相转移一样,最坏的情况也会导致安全气囊受损。
而硝酸胍虽然也吸收水分,但吸水后的现象刚好和硝酸铵相反,会出现固化现象,体积反而变小。由于表面积也随之变小,爆炸速度会降低,安全气囊的充气变慢。
对于这两种物质,气体发生器企业的态度分成了两大派。高田以外的企业,因为无法在短时间内解决硝酸铵的两大缺点,所以放弃了硝酸铵而采用硝酸胍。这样虽然安全气囊的性能会有所下降,但在最坏的条件下,只是爆炸速度减弱,不至于导致安全气囊破裂。
而高田则甘冒风险选择了硝酸铵。这是因为高田自信可以消除硝酸铵的这两个缺点。
首先对于相转移现象,高田找到了能够抑制相转移的相稳定剂材料。将这种材料与硝酸铵混合后,即便温度变化,也不容易出现相转移。据推测这种相稳定剂材料是硝酸钾。
而对于吸水性,高田采用的方法是制作湿气无法进入的密闭容器,在制造环节进行彻底的湿度管理。这种方法最初被认为获得了成功,但在商品化10年后,却发现了一个意外的“陷阱”。
少许的水会进入容器
导致高田的气体发生器召回的原因共有6种,其中5种原因均已判明。但还有一个至今未能判明,那就是2013年夏季发生在美国的6起安全气囊破裂事件的原因。这6起事件均发生在高温高湿地区,目前推测的原因是“长期处于高温高湿环境下时,水分进入到了气体发生器内部”。经过调查发现,导致水分进入的部件可能出在一枚金属膜片上。
在安全气囊的筒状气体发生器上,有数个直径为1mm左右的小孔。这些小孔是为了在气体发生剂发生化学反应产生氮气后,由筒内向外排出氮气的通路。通常会用一种厚度为0.数mm的金属膜片贴在筒内壁堵住小孔,当气体导致筒内压力增大到一定程度时,金属膜片就会被压破,释放出气体为安全气囊充气。
目前有一种观点是,粘贴金属膜片的胶在长时间高温环境下会出现劣化,之后如若遭遇高湿环境,就有可能从劣化的粘贴胶中渗入水分。与高田使用同样金属膜片的一家企业所做的调查也显示“在极其恶劣的环境下,有可能从小孔中吸入水分”。当然造成此现象的原因也有可能不是胶的劣化,而是金属筒的内壁本身不够平整,导致金属膜片和筒内壁之间存在缝隙,从缝隙中渗入了水分。
实际上,高田发现了这个问题,并在商品化10年后(2010年)开始在气体发生器中追加吸湿剂。这样一来即便有少许水分进入了气体发生器,也会被吸湿剂吸走,水分到达气体发生剂的可能性基本被消除。所以至今高田都认为追加了吸湿剂的气体发生器是安全的,而此次召回的车辆中的确也不包含追加了吸湿剂的安全气囊,但是未追加吸湿剂的车辆则全部都属于召回对象。
产品化10年后才追加的吸湿剂,这个对策显然来的太迟了。那些在此之前出售的安全气囊,最终导致了6起死亡事故和多起伤人事件。返回搜狐,查看更多