纺织材料学第二十一章 织物的防护功能及安全性

• 二、防火织物
• 1. 防火织物的基本要求
• 防火织物需直接、或较多可能地面对耐高温与火情，或防火意义 防火织物需直接、或较多可能地面对耐高温与火情， 重大的场合。因此，除了其本身的使用功能外，必须经受住明火、 重大的场合。因此，除了其本身的使用功能外，必须经受住明火、 高温的作用；具有高防火、隔热的特殊功效； 高温的作用；具有高防火、隔热的特殊功效；能承担对人体或物 体的安全、可靠防护。 体的安全、可靠防护。
• 改变织物结构可降低可燃性和燃烧性，厚重、致密、多层、少毛 改变织物结构可降低可燃性和燃烧性，厚重、致密、多层、 羽结构的织物不易燃烧，且极限氧指数LOI变高，因为 变高， 羽结构的织物不易燃烧，且极限氧指数 变高 因为LOI与织物 与织物 的透气性相关。 的透气性相关。 • 织物的阻燃整理是获得阻燃功能的最主要方法，但对织物的风格 织物的阻燃整理是获得阻燃功能的最主要方法， 和穿着舒适性产生不可调整的影响， 和穿着舒适性产生不可调整的影响，甚至产生非生态和不安全的 因素。 因素。 • 阻燃整理主要是在纺织品的后整理加工过程中对织物进行表面处 有喷涂处理， 理：有喷涂处理，主要用于较少或不需洗涤的装饰织物和建筑用 织物，如地毯、墙布、建筑膜等；有浸轧、浸渍处理， 织物，如地毯、墙布、建筑膜等；有浸轧、浸渍处理，主要用于 外衣、睡衣、床上用品和其它家具纺织品的阻燃，对耐洗要求高； 外衣、睡衣、床上用品和其它家具纺织品的阻燃，对耐洗要求高； 涂层处理，主要加工劳动防护服以及装饰织物， 涂层处理，主要加工劳动防护服以及装饰织物，如电焊工作服和 炼钢工作服以及装饰用织物等， 炼钢工作服以及装饰用织物等，对于阻燃剂的阻燃性和耐洗性要 求较高。 求较高。 • 常用阻燃剂有：含磷化合物、含磷和氮化合物、铵盐、金属盐、 常用阻燃剂有：含磷化合物、含磷和氮化合物、铵盐、金属盐、 硼酸及其化合物、氧化锆、锑等金属氧化物、含卤素的化合物(如 硼酸及其化合物、氧化锆、锑等金属氧化物、含卤素的化合物 如 六溴环十二烷或含氯化合物)、含硫化合物、 六溴环十二烷或含氯化合物 、含硫化合物、六氟锆酸钾和六氟钛 酸钾，以及易形成支架的膨胀含碳化合物等。 酸钾，以及易形成支架的膨胀含碳化合物等。
• 2. 织物防火的实现
• 要达到有效防火，织物应该能对热、光高反射，温度高隔绝和热 要达到有效防火，织物应该能对热、光高反射， 的强衰减，一般为用即弃产品，但也有要求反复长时间使用。 的强衰减，一般为用即弃产品，但也有要求反复长时间使用。故 应首先考虑选材，并采用合理的结构，如复合、 应首先考虑选材，并采用合理的结构，如复合、多层的功能结构 设计。 设计。 • 可以选择极限氧指数 可以选择极限氧指数(LOI)高的，如高性和第七章，耐热性和热稳定性强的纤维材料，如芳纶类纤维、 和第七章，耐热性和热稳定性强的纤维材料，如芳纶类纤维、预 氧丝和碳纤维，以及陶瓷和石棉类纤维。 氧丝和碳纤维，以及陶瓷和石棉类纤维。 • 作为结构设计与功能分担，应该对织物进行防火涂层整理，以增 作为结构设计与功能分担，应该对织物进行防火涂层整理， 加对光、热的反射，降低导热系数，增大比热； 加对光、热的反射，降低导热系数，增大比热；提高织物表面的 耐热、阻燃性和热稳定性。 耐热、阻燃性和热稳定性。
• 2. 需要防火的场合
• 目前，我国公安、环保建设部门，对高层建筑、大跨度构件和重 目前，我国公安、环保建设部门，对高层建筑、 点工程及公共建筑场所、电线电缆、铁路、 点工程及公共建筑场所、电线电缆、铁路、公路隧道和地铁等制 定了防火规范，即这些重要部位的防火措施及要求。另外， 定了防火规范，即这些重要部位的防火措施及要求。另外，如军 消防、工业加工中，从事有明火或散发火花、熔融金属场合、 事、消防、工业加工中，从事有明火或散发火花、熔融金属场合、 易爆、易燃物质堆放及有着火危险的作业场所，以及探井、 易爆、易燃物质堆放及有着火危险的作业场所，以及探井、采矿 作业时，都必须配备或穿着防火织物。 作业时，都必须配备或穿着防火织物。
• 一、织物防火和阻燃的必要性
• 1. 纺织品的易燃与火灾起因
• 人们传统使用的纺织品绝大多数都是易燃或者可燃的，因为它们 人们传统使用的纺织品绝大多数都是易燃或者可燃的， 的极限氧指数大都小于28%，而且纤维多处于干燥状态，填充密 的极限氧指数大都小于 ，而且纤维多处于干燥状态， 度低，甚至本身带有中腔，比表面积很大， 度低，甚至本身带有中腔，比表面积很大，可有效地接触大气中 的氧，如遇可燃条件，极易着火。 的氧，如遇可燃条件，极易着火。 • 对近年来国内外重大建筑物火灾案例的调查分析，发现造成重大 对近年来国内外重大建筑物火灾案例的调查分析， 火灾的起因及火势迅速扩大均与建筑物内大量使用易燃性装饰材 料关系密切。据统计， 料关系密切。据统计，由于纺织品不阻燃而引起的火灾约占火灾 发生总数的一半以上。特别对于窗帘、帷幕、墙布、 发生总数的一半以上。特别对于窗帘、帷幕、墙布、帐篷等垂直 放置的纺织品，一旦起火，极易成为火势上下蔓延的通道。因此， 放置的纺织品，一旦起火，极易成为火势上下蔓延的通道。因此， 纺织品的防火与阻燃已引起人们普遍的关注， 纺织品的防火与阻燃已引起人们普遍的关注，各国制定了相应的 使用标准和检测标准(如欧洲标准 如欧洲标准EN469和美国标准 和美国标准NFPA)，并 使用标准和检测标准 如欧洲标准 和美国标准 ， 立法规定。 立法规定。
• 1. 阻燃织物的基本要求
• 在保证常态使用时对人体无害、保持原有织物风格及外观特征的 在保证常态使用时对人体无害、 前提下，提供或具有阻燃功能。 前提下，提供或具有阻燃功能。阻燃织物主要面对常态下的长久 舒适或美观使用，故保证正常使用是最主要的。 舒适或美观使用，故保证正常使用是最主要的。阻燃防护必须对 人体无害、安全，并在使用期内阻燃功能有效。 人体无害、安全，并在使用期内阻燃功能有效。 • 对于阻燃织物人们较多地关注它的阻燃效果，而对于其对人体危 对于阻燃织物人们较多地关注它的阻燃效果， 害性的评价和阻燃功能有效性及保持性的评价较缺乏， 害性的评价和阻燃功能有效性及保持性的评价较缺乏，对于用弃 后的处理和给自然环境造成的影响，关注更少。 后的处理和给自然环境造成的影响，关注更少。
织物的防护功能及安全性
织物的防火与阻燃
织物防火和阻燃的必要性 防火织物 阻燃织物
织物的生化防护作用
常见生物防护 化学品防护 生化防护技术纺织品
纺织品的物理作用防护
热防护 电磁辐射防护 隔音吸声去噪纺织品 光辐射防护 高能辐射防护
防护中的可靠与安全
纤维增强结构材料的应用 纺织结构材料的功能可靠性 医用纺织结构材料的安全性
• 设置中间隔热、阻燃层，以保证热量的阻隔、温度的降低和阻燃。 设置中间隔热、阻燃层，以保证热量的阻隔、温度的降低和阻燃。 由此达到安全防护和提供充分时间实施灭火救灾。 由此达到安全防护和提供充分时间实施灭火救灾。常用的防火服 见图21-1所示。 所示。 见图 所示
图21-1 防火服
• 三、阻燃织物
• 2. 阻燃织物的特征及实现
• 阻燃织物的主要特征是具有较高极限氧指数的普通织物。织物的 阻燃织物的主要特征是具有较高极限氧指数的普通织物。 阻燃效果可以通过纤维选材、 阻燃效果可以通过纤维选材、织物组织设计及织物阻燃整理来实 现。 • 阻燃织物应首选阻燃纤维达到阻燃，这样对织物风格的影响可以 阻燃织物应首选阻燃纤维达到阻燃， 调整。 调整。可选的阻燃纤维主要是本身具有阻燃功能的高性能纤维和 改性阻燃纤维，通过混合、共聚、接枝、 改性阻燃纤维，通过混合、共聚、接枝、引入阻燃剂制成改性纤 并采用纯纺或混纺方式，生产阻燃织物。 维。并采用纯纺或混纺方式，生产阻燃织物。
• 织物的美观装扮及御寒保暖作用，已为人们熟知。但人们似乎不 织物的美观装扮及御寒保暖作用，已为人们熟知。 满足于此，希望织物能提供更多的功能和更可靠的性质。由此， 满足于此，希望织物能提供更多的功能和更可靠的性质。由此， 产生了在苛刻环境，如高温火焰、低温冷冻、化学腐蚀物、 产生了在苛刻环境，如高温火焰、低温冷冻、化学腐蚀物、生物 侵袭、电磁辐射、高能射线和紫外线等条件下， 侵袭、电磁辐射、高能射线和紫外线等条件下，能对人体防护的 织物。同时人们也希望使用的纺织品安全可靠， 织物。同时人们也希望使用的纺织品安全可靠，这不仅体现在结 构用材的耐久与稳定、防护用材的可靠及有效， 构用材的耐久与稳定、防护用材的可靠及有效，而且体现在纺织 品在使用中对人类、对环境的安全，由此引出纺织品的生态性、 品在使用中对人类、对环境的安全，由此引出纺织品的生态性、 对人体无危害性、功能有效与持久性的要求。 对人体无危害性、功能有效与持久性的要求。 • 本章正是基于此两类问题及其相互关系，对已有的内容和结果给 本章正是基于此两类问题及其相互关系， 予简要的介绍。此两方面的要求有时能很好地协调， 予简要的介绍。此两方面的要求有时能很好地协调，如带有金属 镀层纤维的电磁屏蔽织物，既能防护又对人体无副作用。 镀层纤维的电磁屏蔽织物，既能防护又对人体无副作用。但大多 情况下两者会产生矛盾， 情况下两者会产生矛盾，一些性能很好的阻燃织物会导致人体病 变或致癌；纳米颗粒虽能改善织物的众多性能， 变或致癌；纳米颗粒虽能改善织物的众多性能，却会游离进入人 产生我们目前还无法预料的结果。 体，产生我们目前还无法预料的结果。2004年7月29日美国的 年 月 日美国的 科学此刻》 《科学此刻》及2004年8月4日《自然》杂志分别对纳米的安全性 年 月 日 自然》 发出预警，指出： 游离的纳米颗粒和纳米管可能会穿透细胞， 发出预警，指出：“游离的纳米颗粒和纳米管可能会穿透细胞， 产生毒性” 对于环境来说， 纳米科技可能是把双刃剑” 产生毒性”；对于环境来说，“纳米科技可能是把双刃剑”。
织物的智能防护作用
智能纺织材料的基本概念 典型的智能防护
第一节 织物的防火与阻燃
• 织物的防火与阻燃是人类穿着和使用中最早提出的保护要求，如 织物的防火与阻燃是人类穿着和使用中最早提出的保护要求， 防火石棉织物和阻燃棉织物的应用， 防火石棉织物和阻燃棉织物的应用，也是织物各种防护性能要求 中最基本也是最重要的需求之一。前者是直接面对可能的燃烧， 中最基本也是最重要的需求之一。前者是直接面对可能的燃烧， 实现防火与灭火，称为防火织物，是专用型的； 实现防火与灭火，称为防火织物，是专用型的；后者是可能发生 火灾时的阻燃或不燃，以此保障人身安全和工作环境的安全， 火灾时的阻燃或不燃，以此保障人身安全和工作环境的安全，称 阻燃织物，是普通型防护纺织品。 阻燃织物，是普通型防护纺织品。