纺织品在防护材料当中的应用

纺织品在防护材料当中的应用

纺织品热防护

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人们在生产、生活、救护、战争等活动中会遇到各种热源，所产生的热能损害是危害最大、致人痛苦或死亡的重要因素。

各种火灾、爆炸、高温炉、电弧、熔融金属飞溅、焊弧等都有热伤害或潜在的热危害。这些热源的温度可能在60～1 500 ℃，这些热源的热能可能通过接触、辐射或热对流形式到达人体，造成对人体的危害。通过服装的防护阻断热能到达人体皮肤表面，将是防护人体免受伤害的最直接和最有效的防护手段。通过对各种热源产生热量大小和过程的研究，认识热源的规律，采用耐热纺织材料，设计热防护服装，达到有效热防护的目的。

我国的织物热防护研究是伴随着新一代消防服装的研制开始的，消防员防护服的隔热性能优劣直接关系到消防员的生命安全和身体健康，也关系到消防部队灭火作战能力的发挥。我国于1997年研制的97型消防员灭火防护服的防护性能

要求已达到国外先进技术水平，国内部分企业生产的消防员防护服已出口欧洲、北美等发达国家。新的GA10-2002《消防员灭火防护服》标准的贯彻和实施，进一步提升了消防员灭火防护服的产品的水平。

当前，GA10-2002《消防员灭火防护服》、GB8965.1-2009《阻燃防护服》、GB8965.2-2009《焊接防护服》等标准的实施，对织物热防护性能的研究势在必行和迫在眉睫。开展织物热防护技术研究，可以加快我国消防服装和阻燃服装设计制作水平的提高，尽快缩小我国与国际热防护方面的技术差距，打破国外标准和材料对我国高档防护装

备的垄断，对我国个体防护装备研发和装备水平提高有重要的推动作用。

织物热防护技术和产品

1、织物热防护技术

1960年代，Stoll和Chianta对人体皮肤和组织对热能的响应进行了研究，并给出了定量结果。当人体皮肤组织表皮温度从36.5 ℃提高到大约44 ℃时，开始发生皮肤灼伤，皮肤灼伤的等级取决于温度的升高程度。例如，在50 ℃时，皮肤受伤害速度比45 ℃时快100倍；在72 ℃时几乎立刻发生表皮损伤。考虑到电弧的高强度热能会产生大约13 000 ℃的高温，因此，事故附近人体造成2 度或3 度灼伤的风险非常高。

在消防服研究方面，国外通过多年研究发现，造成消防员烧伤的原因并不仅是极端火场条件，即不仅在“危急”状态下—类似在猛烈燃烧的失事飞机附近或发生轰燃时遇到的情况，其辐射热通量超过13.6 kW/m2，会造成烧伤；在“危险”状态下—相当于在一个燃烧的房间外或在一个燃烧的小型建筑物外遇到的情况，其辐射热通量为1.5～13.6 kW/m2，长时间工作也会造成烧伤。因此，在极端火场烧伤理论已非常成熟的基础上，国外研究机构逐渐开展长时间低热量条件下造成的烧伤研究。

2、织物热防护产品

⑴防电弧防护产品。许多材料都可以作为防电弧服装的材料，国外的标准予以推荐有一定热稳定性和遇火不熔化的材料可以制作防电弧面料，如棉织物、阻燃棉织物、芳纶面料、棉腈氯纶混纺织物等，但其热防护性能要达到相应的电弧防护值（APTV）。国外比较著名的有杜邦推出的Protera®面料，该材料有着良好的热防护性能，可靠的强度及永久的抗静电性能，由Protera®材料制成的防护服可以防护电弧所产生的高热、火焰与爆裂等危害。

⑵阻燃、爆燃防护产品。在石油、石化和化学工业中，人们在易燃易爆环境周围工作是一个客观存在的事实。燃料管理人员、管道工人、石油钻井员工、工厂操作工、机械工等还有许多诸如此类的工作群体，每天都暴露在爆燃发生的危险之中。与防电弧面料类似，防爆燃面料也具有类似的阻燃耐热性能。国外应用较多的是杜邦的Nomex®阻燃防护服。该阻燃防护服面料在烈焰下不熔滴和不收缩，在爆燃逃生时能降低烧伤程度，提供给工人有安全感的防护。

⑶消防员防护服装。消防服是保护活跃在消防第一线的消防队员人身安全的重要装备品之一，它不仅是火灾救助现场不可或缺的必备品，也是保护消防队员身体免受伤害的防火用具。因此，适应火灾现场救助活动的消防服就显得尤为重要。

有关消防服的开发研究，ISO推出了多种规格。其中最新和最主要的有两种，即1998年8月制定的ISO11612和1999年12月制定的ISO11613。IS011612规格从消防服的耐火、耐热以及热防护性能等

方面都以国际的标准尺度进行了检测。但是，对于消防服而言，还不仅仅停留在防“热”上，例如，力学性能的强度、染色牢固程度等都是其重要的性能。ISO11612是专门从与“热”相关联的角度出发而制定的。而ISO11613则是采用了欧洲式和美国式的相关规格，弥补了

ISO 11612规格的不足。日本也采用了ISO11613规格的消防服。

⑷防熔融金属飞溅防护产品。国外对这类产品的要求有较完善的标准，主要的防护材料有芳纶、阻燃粘胶、聚酰亚胺等纤维制成的面料，也可用阻燃棉织物，与阻燃耐热面料的要求相近，但要通过熔融金属测试，这些织物必须达到一定的厚度。

国内热防护技术的研发进展

阻燃耐高温纤维材料间位芳纶

我国从20世纪60年代开始研究间位芳纶。烟台氨纶集团（现更名为烟台泰和新材集团）于2004年成功实现了间位芳纶的工业化生产，目前“纽士达®”间位芳纶年产能已达6500 t/a，现已跻身世界3 大间位芳纶制造供应商之列。广东彩艳股份有限公司是我国首先实现间位芳纶国产化的企业，产能1 000 t/a。

阻燃粘胶纤维

山东海龙推出了商品名“安芙丽（Anti-frayon）”阻燃粘胶纤维；新乡白鹭化纤集团有限责任公司也能生产阻燃粘胶纤维；吉林化纤推出了“白山牌”阻燃纤维；唐山三友集团化纤公司成功开发出了高性能阻燃粘胶纤维。

腈氯纶

2008年7月抚顺瑞华纤维有限公司成功收购抚顺阻燃腈纶厂，设计腈氯纶产能5 000 t/a。

国外热防护技术的研发进展

阻燃和耐高温纤维材料间位（PMIA）芳纶可用于制作防护服装的外层面料和隔热毡层。

1960年代初美国杜邦公司率先开发出PMIA芳纶（聚间苯二甲酰间苯二胺纤维），并于1967年实现了工业化生产，商品名Nomex®”。以PMIA芳纶为代表的新一代本质阻燃纤维代表了一种全新的阻燃理