國防軍工用阻燃紡織品

　　中國產(chǎn)業(yè)用紡織品協(xié)會軍需紡織品分會會長陳旭煒

　　軍隊紡織品的采購、生產(chǎn)已從早年的神秘化逐步發(fā)生著改變，隨著時代和市場需求的變化，供需雙方企業(yè)交流的意愿與呼聲越來越高，這也為提供性價比更高的軍工紡織品提供了平臺。就阻燃產(chǎn)品而言，化學(xué)阻燃纖維主要包括：芳綸1313、芳綸1414、雜環(huán)芳綸、芳砜綸、碳纖維和維綸。其中阻燃纖維作為中間產(chǎn)品主要應(yīng)用在防護(hù)服、抗荷服、代償服等領(lǐng)域，抗荷服及代償服對紡織材料的要求和趨勢主要體現(xiàn)在質(zhì)輕、耐老化、有較好的強(qiáng)度、易染色、阻燃、防水透氣等性能。值得一提的是神七艙外航天服中紡織涂層和外層材料在抗高溫、抗輻射等指標(biāo)上的突破，防護(hù)材料具有防撕裂、耐磨損、防熱輻射、防微流星、耐化學(xué)腐蝕、防離子輻射等性能。

　　阻燃纖維在降落傘中的應(yīng)用領(lǐng)域大體包括：降落傘用的傘衣、傘繩、組提帶及傘衣套，在完整的一套降落傘中除了一些紐扣和拉環(huán)是金屬制成的，其他都是由阻燃的復(fù)合纖維制成。隨著軍隊科技實力的提升，降落傘對紡織材料的要求也越來越高，其中主要體現(xiàn)在：質(zhì)輕、高強(qiáng)、耐老化、阻燃防灼、抗靜電、形態(tài)穩(wěn)定斷裂強(qiáng)力與抗撕破強(qiáng)力好；可適應(yīng)不同的透氣量；可根據(jù)特定用途在設(shè)計范圍內(nèi)實施單向延伸等。

　　除了一些特種服裝，阻燃纖維還應(yīng)用于阻攔網(wǎng)、炮衣、飛機(jī)蒙布、帳篷、偽裝網(wǎng)等，其中第二炮兵裝備研究院某所6室研制的一種偽裝材料——“變色龍”，其主要構(gòu)成部分也是阻燃復(fù)合纖維。

　　紡織品阻燃整理技術(shù)及其產(chǎn)品開發(fā)

　　東華大學(xué)紡織化學(xué)工程系主任博士生導(dǎo)師蔡再生

　　通?？椢锶紵挚煞譃槿齻€階段,即熱分解、熱引燃、熱點燃,對不同燃燒階段的四要素采用相應(yīng)的阻燃劑加以抵制，就形成了各種各樣的阻燃機(jī)理及中斷阻燃機(jī)理。根據(jù)現(xiàn)有的研究結(jié)果，可以把阻燃機(jī)理大致分成吸熱反應(yīng)、形成自由基、熔化理論、生成不燃性氣體、凝聚相阻燃等。

　　按阻燃劑的化合物類型分類包括無機(jī)阻燃劑，其不僅可以起到阻燃作用,而且可以起到填充作用。有機(jī)阻燃劑分為磷系和鹵系兩個系列。前者在用受到很大限制。鹵系阻燃劑主要包括氯和溴兩大類。

　　阻燃纖維的制造主要有涂層法、共混法、共聚法和接枝改性法以及皮芯復(fù)合紡絲法?？椢镞M(jìn)行阻燃整理的加工工藝主要有浸軋焙烘法、浸漬烘燥法、涂布法、噴霧法、有機(jī)溶劑法。

　　隨著動車、高速列車、轎車的銷量與日俱增，高檔內(nèi)飾阻燃織物的市場也日益增加，其中每列動車約需1000米座椅面料；每輛轎車約需20米紡織品，設(shè)計80多個零部件。

　　2007年高檔車用內(nèi)飾紡織品需要具有阻燃、吸濕、透氣、色牢度高、耐日曬、防靜電、防倒毛等特點，比服用紡織品的要求高，而我國的開發(fā)能力薄弱，主要以引進(jìn)成套技術(shù)為主，高端產(chǎn)品由日本、歐洲國家壟斷。其技術(shù)難點主要包括現(xiàn)有阻燃劑用量大導(dǎo)致煙霧大，整理織物不耐熱，高溫發(fā)粘，煙密度、煙毒性及熔滴問題突出等。

　　為此，我們開發(fā)設(shè)計了P—T膨脹性阻燃劑，該阻燃劑無甲醛，無鹵，熱和水解穩(wěn)定性好，熔點高，吸濕性低。應(yīng)用該阻燃劑的高速列車座椅專用紡織面料的阻燃性、安全性已通過美國FRA標(biāo)準(zhǔn)、法國NF標(biāo)準(zhǔn)、英國BS標(biāo)準(zhǔn)、德國DIN標(biāo)準(zhǔn)，已成功應(yīng)用于法式長客、日式青島四方、西門子等。

　　本質(zhì)阻燃纖維在安全防護(hù)領(lǐng)域的應(yīng)用

　　煙臺泰和新材有限公司間位芳綸銷售部部長孫鵬

　　本質(zhì)阻燃依靠材料本身化學(xué)結(jié)構(gòu)形成的阻燃和隔熱性能。其阻燃和隔熱性能并非通過添加其他化學(xué)助劑而獲得，不會隨穿著時間和洗滌次數(shù)的增加而下降。如芳綸、阻燃氰氯綸、阻燃粘膠等等。

　　例如芳綸為本質(zhì)阻燃、纖維強(qiáng)力高、鹵素含量低、服用性能好，阻燃效果好、在阻燃服裝領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。阻燃棉為后整理阻燃，阻燃效果較差，面料強(qiáng)力較低，服用性能好，面料強(qiáng)力和阻燃效果會隨著洗滌次數(shù)的增加而下降直至消失，面料會釋放游離甲醛。

　　芳香族聚酰胺纖維，以其輕質(zhì)、阻燃、耐溫、高強(qiáng)、絕緣、抗輻射、高強(qiáng)度、高彈性模量等優(yōu)異特性，成為關(guān)系到國防安全和國民經(jīng)濟(jì)的重要戰(zhàn)略物資，是軍事裝備、軍警阻燃防護(hù)及防彈裝備和國家骨干裝備制造的關(guān)鍵材料，還可廣泛應(yīng)用于能源、交通、化工、電子、建筑等行業(yè)的安全防護(hù)、環(huán)保過濾、結(jié)構(gòu)增強(qiáng)和電氣絕緣。世界各發(fā)達(dá)國家高度重視芳綸的研究和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

　　芳綸產(chǎn)品具有以下特點：品種齊全、纖維性能優(yōu)良、色牢度高、更綠色環(huán)保。間位芳綸是一種綜合性能優(yōu)異的有機(jī)耐高溫纖維，利用其優(yōu)異的耐熱性、本質(zhì)阻燃性和化學(xué)穩(wěn)定性，被廣泛應(yīng)用于環(huán)保過濾、防護(hù)服裝和產(chǎn)業(yè)用紡織品以及芳綸紙等領(lǐng)域。

　　由于國內(nèi)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)普遍偏低，芳綸的應(yīng)用還未得到很好普及。我們相信，隨著國家對健康安全的日益重視，行業(yè)安全防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)會逐漸與國際接軌，國內(nèi)芳綸制造企業(yè)已經(jīng)在提高產(chǎn)品差別化開發(fā)、提高芳綸應(yīng)用技術(shù)研究方面做好準(zhǔn)備，開展了大量工作，芳綸產(chǎn)業(yè)會走的更遠(yuǎn)、前景將更為廣闊。

　　阻燃工裝的選擇與評估方法

　　杜邦集團(tuán)中國有限公司防護(hù)科技工程師張麗艷

　　阻燃工裝的阻燃防護(hù)評估目前主要采用三種方法，垂直燃燒測試法，測試過程：用標(biāo)準(zhǔn)甲烷氣火焰，持續(xù)燃燒面料12秒后移走或熄滅，觀察面料繼續(xù)燃燒的情況，并測量燃燒后面料損毀的長度。垂直燃燒測試方法是模擬當(dāng)火焰從面料一端的底部開始燒起時面料的燃燒狀態(tài)，這在實際真實火災(zāi)中發(fā)生的情況比較少。

　　熱防護(hù)性能（TPP）測試法，熱防護(hù)性能TPP測試法，更接近真實情況，更能反映面料的熱防護(hù)性能，被NFPA及國標(biāo)廣泛采用。熱人儀測試法，熱防護(hù)性能TPP測試法更接近真實情況，更能反映面料的熱防護(hù)性能。熱人儀測試法使用了仿真人模型的熱人儀是對實際火災(zāi)發(fā)生時的最真實模擬，最能反映阻燃服裝的熱防護(hù)性能，是世界上最先進(jìn)的熱燒傷評估設(shè)備之一。

　　阻燃工裝的力學(xué)堅牢度性能的評估主要包括拉伸斷裂性能，其中織物拉伸斷裂性表示織物承受最大負(fù)荷時的伸長變形能力，斷裂功負(fù)荷表示伸長曲線下的面積為斷裂功，是織物拉伸至斷裂時所吸收的能量，也就是織物具有抵抗外力破壞的內(nèi)在結(jié)合能。織物的斷裂功越強(qiáng)大，織物越堅固。斷裂功的大小可反映織物的服用監(jiān)牢度，且穿著時間證明，相對低強(qiáng)高伸型的纖維和織物較為耐穿。

　　而撕裂破壞性能更為重要，在《紡織材料學(xué)》關(guān)于織物撕破性能的開篇，就指出：撕破強(qiáng)力比拉伸斷裂強(qiáng)力更能反映織物的堅牢度。1990年《中國紡織大學(xué)學(xué)報》中，楊以雄在文章《機(jī)織物撕裂現(xiàn)象的研討》中也曾指出：織物的拉伸破壞需要施加較大的負(fù)荷才能使受理系統(tǒng)的紗線斷裂，這在服用機(jī)織物的實際穿著使用中是較少出現(xiàn)的。

　　在實際穿著使用過程中，織物被異物勾住，局部受力撕破的現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生。在生產(chǎn)上，采用撕破強(qiáng)力可比采用拉伸斷裂強(qiáng)力更能反映織物的堅牢度。

　　綜上討論，當(dāng)評估阻燃防護(hù)機(jī)織物的力學(xué)性能時，斷裂強(qiáng)力的大小并不能代表其力學(xué)耐久性的優(yōu)劣，必須綜合考慮斷裂伸長、斷裂功、撕破強(qiáng)力和耐磨損性能。

　　大量實驗結(jié)果和實踐經(jīng)驗表明，當(dāng)其他條件相同的情況下，相對低強(qiáng)高伸型的纖維織物具有更為優(yōu)異的力學(xué)耐久性，在實際穿著使用過程中能夠提供更好的堅牢度性能。

　　電弧熱防護(hù)歐美標(biāo)準(zhǔn)的簡介與對比

　　西班牙紡織行業(yè)研究協(xié)會DavidRaso

　　電弧閃火是電氣工作者觸感電意外最可能傷害的原因，因為嚴(yán)重電弧發(fā)生點的約35000華氏度溫度是太陽表面溫度的4倍，周遭的材料物質(zhì)被氣化或燒熔高溫噴出，其中如果工作者衣服被點燃則會造成身體大面積的燒燙傷。

　　目前關(guān)于電弧防護(hù)服的檢測標(biāo)準(zhǔn)主要包括歐洲標(biāo)準(zhǔn)和美國標(biāo)準(zhǔn)。

　　歐洲標(biāo)準(zhǔn)的電弧防護(hù)服面料檢測標(biāo)準(zhǔn)為針對4塊面料暴露在電弧反應(yīng)下，檢測面料相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)果。其測試條件為測試電壓400V，電弧閃火時間500ms，上電極由鋁制成，下電極由銅制成，電極空間為30mm，測試樣與電極空間距離為300mm。

　　歐洲標(biāo)準(zhǔn)對成衣設(shè)計的要求為服裝的設(shè)計對使用者在使用和工作中不會造成任何的行動障礙；服裝須為長袖設(shè)計以保護(hù)整個上身軀干；服裝的紐扣或者拉鏈配件在電弧閃火反應(yīng)后仍能正常運作；服裝的縫紉線、配件、紐扣或拉鏈配件在電弧閃火反應(yīng)后不會造成進(jìn)一步的人體傷害；金屬配件、紐扣或拉鏈必須被面料覆蓋，非金屬配件、紐扣或者拉鏈可暴露在表面。

　　電弧防護(hù)服的美國標(biāo)準(zhǔn)主要從阻燃性能、面料重量、拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度、洗水色牢度、洗水縮率及電弧防護(hù)值的測定等方面判定。其電弧防護(hù)值得測定方法針對21塊面料暴露在電弧反應(yīng)下。

　　美國標(biāo)準(zhǔn)對服裝的要求：服裝的縫紉線、配件、紐扣或拉鏈配件在電弧閃火反應(yīng)后不會造成進(jìn)一步的人體傷害；服裝上應(yīng)使用阻燃的縫紉線且在面對191A阻燃測試260℃的測試溫度下不會融化；如任何衣服的配件、拉鏈或紐扣在電弧閃火反應(yīng)中，可能造成熱傳遞或熔融的情況，則須有面料覆蓋以避免與皮膚直接接觸。

　　為何要使用防護(hù)服裝

　　歐州著名纖維公司個體防護(hù)專家GEOFF

　　正確選擇和使用阻燃防護(hù)服裝能夠減少災(zāi)難性的服裝著火并且挽救生命，相比燒傷后在醫(yī)院康復(fù)治療的費用來說，防護(hù)服裝的費用是極少并且是最有成效的。如果操作工人穿著錯誤的服裝，穿著衣服的地方將會比暴露的地方皮膚燒傷更加嚴(yán)重。

　　現(xiàn)如今，越來越多的國家已經(jīng)頒布強(qiáng)制性法律，要求在危險場合的工作者必須配備合適的個人防護(hù)裝備。許多跨國公司像馬來西亞石油公司、殼牌石油公司和美國鋁業(yè)公司等，都已經(jīng)實行佩戴個人防護(hù)裝備的政策，其現(xiàn)場操作的正式員工和合同員工都被要求使用個人防護(hù)裝備進(jìn)行工作，中國也在許多工業(yè)領(lǐng)域中采用或命令工人佩戴個人防護(hù)裝備。

　　據(jù)測算，每1%皮膚燒傷者治療需要住院1.5天，平均需要19天住院時間，每天花費超過1.8萬美元。整個住院治療費用在20萬至70萬美元，許多時候會超過100萬美元。

　　阻燃的性能是當(dāng)火焰離開面料的時候，面料具有自動熄滅的性能。阻燃后整理是對面料進(jìn)行相應(yīng)的阻燃后整理，使其具有火焰離開后自熄性能。后整理面料采用阻燃劑整理使面料具有阻燃效果，但是有些面料會殘留甲醛等有毒物質(zhì)，同時阻燃劑在日常洗滌過程已被帶走。本質(zhì)阻燃面料由于纖維具有阻燃性能，并且阻燃效果不會隨著洗滌次數(shù)增加而降低，例如芳綸、纖維素類阻燃纖維等。

　　阻燃測試的要求包括：垂直燃燒測試，12秒鐘火焰燃燒，損毀炭長小于6英寸，續(xù)燃時間小于2秒。穿著正確的阻燃防護(hù)服將減少傷害。未來采購防護(hù)服的工業(yè)領(lǐng)域包括：電網(wǎng)和天然氣企業(yè)、煉鋼廠、消防救援等。

　　電弧對人體的傷害

　　國家電網(wǎng)公司全國電燒傷治療中心原主任虞劍華

　　電弧對人的主要傷害有以下幾個方面：電擊致死，當(dāng)工作者直接觸電，可能造成觸電身亡或嚴(yán)重灼傷，事實上，即使具有防火性的防護(hù)衣也不能夠使工作者免于觸電身亡的危險；衣服燃燒造成的嚴(yán)重灼傷，工人未必要被電弧接觸到才會受傷，電弧產(chǎn)生的輻射熱可以在很短的時間內(nèi)熔化工具、使日常衣物起火燃燒，如棉衣及聚酯衣服在沒有火焰的情況下也會起火燃燒，此種衣服一旦被點燃，便會繼續(xù)燃燒從而對穿著者造成致命的傷害；衣服爆裂造成嚴(yán)重灼傷，電弧所產(chǎn)生的爆炸或震蕩力會使日常衣服繃裂開，而使工作人員的身體直接暴露于高熱、火焰或熔融的金屬當(dāng)中（如：熔化的金屬工具及設(shè)備等）；合成纖維內(nèi)衣滴熔造成嚴(yán)重灼傷，即使在外衣沒有燃燒的情況之下，電弧所產(chǎn)生的高熱足以熔化由合成纖維材料制成的內(nèi)衣，由于內(nèi)衣緊貼皮膚，而給穿著者造成非常嚴(yán)重的、甚至是致命的傷害。

　　在國外，許多實例顯示，這些工作者在工作時若穿著日常服裝，往往使他們受到更大的傷害。事實上，半數(shù)以上報告至OSHA（美國職業(yè)安全健康委員會）和電弧相關(guān)的受傷案例中，都是由工作者的衣著燃燒所引起的。

　　因此，評估特定工作環(huán)境下的危險程度，為勞動者提供合適的電弧個人防護(hù)服已成為歐美國家普遍的安全標(biāo)準(zhǔn)要求?？购怆娀嵝?yīng)的個人防護(hù)服可以提供更多的逃離時間和降低燒傷傷害程度，從而提高事故受害者的生存率。

　　美國阻燃防護(hù)服的測試標(biāo)準(zhǔn)及發(fā)展趨勢

　　美利肯公司研究中心首席科學(xué)家李叔隆

　　具有“救生”功能的阻燃防火防電弧服，是工業(yè)生產(chǎn)工作防護(hù)服中不可或缺的部分。為幫助人們更好地了解阻燃防護(hù)服在美國的廣泛應(yīng)用，“阻燃”并不代表完全不會燃燒，是指在有可能存在的閃火，電弧以及熔融金屬的危害的情況下，接觸高溫火源后，可阻止材料的燃燒，能有效防止和降低熱危險對工人的危害，從而保護(hù)人體生命安全，也是通常意義上的“二級阻燃防護(hù)服”。這些危害常存在于石油、天然氣、石化、電力、鐵路、運輸、鋼鐵冶金以及其他生產(chǎn)制造行業(yè)。閃火會帶來致命性的燒傷甚至死亡，近16%在油田的死亡來自于火災(zāi)和爆炸，是石油和天然氣工業(yè)中第二常見的受傷/死亡事故。

　　美國職業(yè)安全與健康管理局（OSHA）早在1972年就出臺了針對電力行業(yè)的工人安全保護(hù)的法律法規(guī)。雖然石油、天然氣以及石化生產(chǎn)制造業(yè)在努力地降低閃火事故的危險性，但是這樣并不能徹底消除閃火以及其帶來的人身傷害和生命危險，所以O(shè)SHA特意在2010年頒布了要求石油、石化等相關(guān)企業(yè)必須為工人提供阻燃服的法規(guī)。

　　美國的阻燃防護(hù)服的行業(yè)測試標(biāo)準(zhǔn)主要包括NFPA（美國國家防火協(xié)會）2112,NFPA70E和各種ASTM（美國測試與材料標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會）美標(biāo)。而其中NFPA2112的標(biāo)準(zhǔn)是美國國家法規(guī)引用的阻燃服產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。測試樣品必須滿足假人轟燃測試中小于50%的灼傷，并且能通過65.5℃水溫的工業(yè)洗滌100次仍保持穩(wěn)定的阻燃性能。大多數(shù)的阻燃服在使用壽命期間的洗滌次數(shù)會少于工業(yè)洗滌100次，因此能滿足NFPA2112標(biāo)準(zhǔn)的也通常被稱為“永久性”的阻燃服。

　　隨著人們安全意識的增強(qiáng)，現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，企業(yè)道德準(zhǔn)則的提高以及相關(guān)法律法規(guī)的推動，阻燃防護(hù)服日漸深入人心，成為現(xiàn)代工業(yè)不可缺少的一部分。