對阻燃防護(hù)服性能的一些展望

　　阻燃防護(hù)服是指在直接接觸火焰及炙熱的物體時，能減緩火焰的蔓延，使衣物炭化形成隔離層，以保護(hù)人體安全與健康的防護(hù)服。在勞動保護(hù)工作中，它是個體防護(hù)裝備的重要組成部分，對安全生產(chǎn)有著重要意義。

　　1 背景和現(xiàn)狀分析

　　據(jù)統(tǒng)計，英國火災(zāi)死亡人數(shù)每年約 1000 人，美國火災(zāi)死亡人數(shù)更多，每年約 8000 余人，受傷者達(dá) 15 萬～25 萬人，經(jīng)濟損失達(dá)4 億美元，同時發(fā)現(xiàn)在火災(zāi)中往往最嚴(yán)重的燒傷源于衣服的燃燒而非火焰本身，燃燒服裝下皮膚的燒傷程度往往比直接暴露的皮膚更加嚴(yán)重。如果火場人員所穿的服裝具有阻燃熱防護(hù)性能，就能夠大大降低救火中人體的燒傷程度，同時性能優(yōu)良的防護(hù)服裝也能給救火人員以信心和勇氣，增加火災(zāi)中救人救物的機會，將火災(zāi)引起的損失降至最小程度。另外，作為保障勞動者生命安全與健康的一種人體防護(hù)用品，阻燃防護(hù)服廣泛用于冶金、石油化工、焊接等行業(yè)，因此，研究紡織品阻燃技術(shù)，開發(fā)各種阻燃紡織品，制定阻燃紡織品的法律法規(guī)等就成了人們研究的重要課題。

　　早期的阻燃防護(hù)服使用的材料是在纖維中加入化學(xué)阻燃添加劑或?qū)�織物進(jìn)行阻燃處理。它的阻燃性能是暫時的，會因洗滌而降低，直到消失。它的耐磨性、防靜電性、防化學(xué)試劑性都較差，熱防護(hù)性能也較差。目前，阻燃防護(hù)服面料國際較先進(jìn)的采用芳香族聚酰胺、芳香族聚酰亞胺、聚苯并咪唑等高科技、永久性耐熱防火纖維材料，在面料的纖維組份中同時含有耐高溫纖維、高強低延伸防彈纖維及抗靜電纖維，同時采用特殊加工整理的純棉阻燃纖維或腈綸等對阻燃面料進(jìn)行后處理。但在功能性得到大大改善的同時，成本也大大增加，舒適性能也沒有能跟上功能性迅速提高的步伐，同時服裝結(jié)構(gòu)等方面的因素也常常被忽略，這是目前國內(nèi)廠商在生產(chǎn)制造阻燃防護(hù)服時存在的主要問題。

　　2 阻燃防護(hù)服的性能要求

　　2.1 阻燃防護(hù)服的功能性要求

　　隨著城市構(gòu)造的變化、建筑物的高層、深層以及大規(guī)�；�，高度情報化社會的發(fā)展、驚人的技術(shù)革新的出現(xiàn)，火災(zāi)的發(fā)生原因也一度呈現(xiàn)復(fù)雜多樣化的趨勢。在這種復(fù)雜的局面下，適應(yīng)時代要求的新型阻燃防護(hù)服裝，其性能要求主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

　　2.1.1 外層具有永久阻燃防火性能

　　防護(hù)服的外層是與火和熱直接接觸的一層，也是關(guān)系到產(chǎn)品性能好壞的最關(guān)鍵的一層，目前阻燃防護(hù)服外層面料的加工有兩種方式：

　�。�1）在纖維中加入化學(xué)添加劑或?qū)�織物進(jìn)行阻燃處理，即以吸附沉積、化學(xué)鍵結(jié)合、非極性范德華力結(jié)合或粘結(jié)作用使阻燃劑固著在織物或紗線上，以獲得阻燃效果。這種方法的發(fā)展取決于阻燃劑的發(fā)展和工藝流程的改進(jìn)。

　�。�2）提高成纖高聚物的熱穩(wěn)定性，可提高裂解溫度，抑制可燃?xì)怏w的產(chǎn)生，增加炭化程度，使纖維不易著火燃燒，比如在大分子鏈中引入芳環(huán)或芳雜環(huán)，線形大分子之間反應(yīng)變成三維交聯(lián)結(jié)構(gòu)等。這種方法則是和一些高性能纖維的發(fā)展聯(lián)系在一起的。

　　2.1.2 良好的防水性能

　　一般火場上大量使用水當(dāng)滅火劑來撲救火災(zāi)，所以阻燃防護(hù)服還應(yīng)具有良好的防水性能，如果防護(hù)服比如消防服不防水，則會產(chǎn)生很多不利影響：（1）在冬季，消防員穿著濕透的消防服會造成凍傷；（2） 濕透的消防服接近火焰時產(chǎn)生的熱蒸汽會對消防員造成燙傷；（3）吸水過多會增加負(fù)重，影響靈活性和舒適性，所以消防服必須有一定的防水性能。

　　2.1.3 良好的隔熱性能

　　據(jù)資料表明，火場的溫度在 60℃- 1100℃之間，而輻射熱在 1.5Kw/m2·s- 200Kw/m2·s，因此適應(yīng)火場的防護(hù)服必須具有良好的熱防護(hù)性能，包括防直接灼燒的熱傳導(dǎo)性能和防輻射熱的滲透性能。只有單薄的阻燃外層是不夠的，如果采用增加外層材料厚度來達(dá)到要求，又會使成本太高。新型阻燃服裝一般選用服用性能較好的永久性阻燃短纖維做成薄型氈類無紡布，這類材料作為隔熱材料的熱防護(hù)性能的作用特別突出。

　　2.1.4 防靜電性能

　　在石油化工等行業(yè)的工作環(huán)境中，靜電也有可能成為點火源，引起火災(zāi)，防靜電纖維在易燃易爆的環(huán)境中增加穿著者的安全系數(shù)，同時防靜電纖維還能改善服裝的舒適性和耐磨性。

　　如杜邦公司的 P- 140 消除靜電的碳芯纖維，能吸引織物上的電荷，在碳芯上感應(yīng)相反的電荷，當(dāng)感應(yīng)電荷達(dá)到一定能級時，就會使周圍的空氣分子離子化，中和了織物上和碳芯纖維上的電荷，從而消除靜電。

　　2.2阻燃防護(hù)服的舒適性

　　要求阻燃防護(hù)服除了要滿足最基本的功能性要求之外，還必須滿足其穿著的舒適性。

　　織物重量、面料種類、服裝款式及外衣和內(nèi)衣的材料和穿著層數(shù)往往是影響防護(hù)服舒適性的主要因素，下面具體從透氣性和服裝結(jié)構(gòu)兩個方面進(jìn)行分析：

　　2.2.1 良好的透氣性

　　能火場溫度高、熱量大，消防員活動量大，人體排汗多，如果防護(hù)服透氣性差，就會使人感到悶熱、窒息，嚴(yán)重影響戰(zhàn)斗力。

　　目前解決該問題的方法是采用復(fù)合微孔四氟乙烯膜的阻燃布，微孔四氟乙烯膜本身是耐高溫的，只要微孔的孔徑在一定范圍內(nèi)，材料的耐靜水壓和透氣性能達(dá)到一定的指標(biāo)，就能阻擋水的通過而又暢通地排出汗蒸汽。

　　2.2.2 整體結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)性

　　阻燃防護(hù)服不但要具備很好的熱防護(hù)性能，還要求質(zhì)輕、穿卸方便，結(jié)構(gòu)寬松，對跑、跳、爬等動作沒有限制，不易引起勾掛，穿著舒適。因此，在受力較大的部位和容易受傷的部位如膝、肘、襠、胸、肩等處可以在結(jié)構(gòu)上采取加強措施，以實現(xiàn)服裝結(jié)構(gòu)上的功能性與舒適性。比如肩部無縫，袖底部位拼接的特殊設(shè)計以允許手臂達(dá)到最大活動范圍；袖口裝內(nèi)羅紋袖口，褲角里面橡皮筋收緊及可翻換式直立衣領(lǐng)設(shè)計，以阻擋火等噴濺，防火阻燃的棉質(zhì)衣領(lǐng)安全、舒適又吸汗；背帶褲的背帶可調(diào)節(jié)；褲膝蓋處加多一塊貼布，內(nèi)襯阻燃隔熱棉，防磨損，保護(hù)膝蓋部位；裝高亮度阻燃反光帶增加服用人員的能見度。

　　3 阻燃防護(hù)服的研發(fā)策略

　　3.1 從纖維入手，提高性能，降低成本

　　一是采用混紡法。將高性能阻燃纖維與各種低價格的阻燃纖維或非阻燃纖維進(jìn)行混紡，可以在一定程度上彌補某些高性能纖維的價格缺陷。二是將分子結(jié)構(gòu)及紡絲工藝做改進(jìn)。目前發(fā)達(dá)國家普遍使用的高性能阻燃纖維織物，如 Nomex、PBI，比其它阻燃纖維織物性能優(yōu)異，但價格昂貴，在國內(nèi)很難大面積推廣使用，如果能從工藝上改進(jìn)，降低成本，就可以很好解決這一問題。

　　3.2 重視阻燃劑的開發(fā)和阻燃整理工藝的改進(jìn)

　　對無害阻燃劑的開發(fā)和阻燃整理工藝的改進(jìn)是提高阻燃紡織品性能的重要手段。另外注重高新技術(shù)的應(yīng)用，如近些年開發(fā)的納米材料，應(yīng)用納米技術(shù)整理的紡織品，既能保持衣物原本質(zhì)感和外觀，又因應(yīng)用納米材料使紡織品的處理效果更均勻及持久。

　　3.3加強對阻燃織物結(jié)構(gòu)的研究，實現(xiàn)功能性與舒適性的結(jié)合

　　一種織物的性能與其結(jié)構(gòu)是密不可分的。阻燃織物的結(jié)構(gòu)（組織、密度、紗線條件等）能影響許多性能，除阻燃、隔熱性等功能性外，還與拉伸性能、彎曲性能、折皺彈性、懸垂性、剛?cè)嵝浴⑽鼭裥�、透氣性等影響織物舒適性的性能有關(guān)。

　　因此，加強織物的結(jié)構(gòu)研究是開發(fā)舒適性阻燃面料的有效途徑。

　　3.4 加強開發(fā)過程中的協(xié)調(diào)與合作阻燃防護(hù)服的生產(chǎn)

　　從阻燃舒適性纖維的研制、面料的開發(fā)、服裝的設(shè)計生產(chǎn)到測試工作的完成，是一個完整的過程，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都會影響產(chǎn)品的最終質(zhì)量。例如，一件阻燃防護(hù)服的面料的阻燃性、舒適性很好，但服裝的結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，這件服裝就不能達(dá)到運動的舒適性，就會影響穿著效果與其功能的發(fā)揮。因此，各部門之間的協(xié)調(diào)與合作是很有必要的。

　　4 結(jié)束語

　　隨著科技的進(jìn)步和人類自我意識與環(huán)境保護(hù)意識的增強，人們越來越重視功能性、環(huán)保型新型面料的研制與開發(fā)，在各種新型面料的開發(fā)中，具有特種防護(hù)功能的產(chǎn)品正在蓬勃發(fā)展，并且必將成為引導(dǎo)世界紡織業(yè)發(fā)展的一股重要力量。隨著阻燃防護(hù)服本身質(zhì)量的提高，成本的降低，應(yīng)用領(lǐng)域的擴展以及相關(guān)法律法規(guī)的出臺，具有良好的阻燃性能和舒適性能的防護(hù)服將在人們的日常生活中扮演越來越重要的角色，將被人們廣泛接受。因此，對它的研究也會越來越深入，并且這將對其能更好的發(fā)揮對人們的防護(hù)作用，具有更深遠(yuǎn)的意義。