國防軍工用防火紡織品

　　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(duì)紡織品的采購、生產(chǎn)已從早年的奧秘化逐步發(fā)生著改變，隨著時代與市場需求的變幻，供需雙方企業(yè)交流的意愿和呼聲越來越高，這也為提供性價比更高的軍工紡織品提供了平臺。就防火產(chǎn)品而言，化學(xué)防火纖維主要包含：Nomex1313、Nomex1414、雜環(huán)Nomex、芳砜綸、碳纖維與維綸。其中防火纖維作為中間產(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與趨勢主要體現(xiàn)在質(zhì)輕、耐老化、有較好的強(qiáng)度、易上色、防火、阻水透濕等性能。值得一提的是神七艙外航天服中紡織PU涂層與外層材料在抗高溫、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。

　　防火纖維在降落傘中的應(yīng)用領(lǐng)域大體包含：降落傘用的傘衣、傘繩、組提帶及傘衣套，在盡整的一套降落傘中除了一些紐扣與拉環(huán)是金屬制成的，其他都是由防火的貼合纖維制成。隨著軍隊(duì)科技實(shí)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、防火防灼、抗靜電、形態(tài)穩(wěn)定斷裂強(qiáng)力和抗撕破強(qiáng)力好；可適應(yīng)不同的透濕量；可根據(jù)特定用途在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)實(shí)施單向延伸等。

　　除了一些特種工作裝，防火纖維還應(yīng)用于阻攔網(wǎng)、炮衣、飛機(jī)蒙布、民用帳篷、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)成部分也是防火貼合纖維。

　　紡織品防火后整理技術(shù)及其產(chǎn)品開辟

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

　　通常布料燃燒又可分為三個階段,即熱分解、熱引燃、熱點(diǎn)燃,對不同燃燒階段的四要素采納相應(yīng)的防火劑加以抵制，就形成了各種各樣的防火機(jī)理及中斷防火機(jī)理。根據(jù)現(xiàn)有的研究結(jié)果，可以把防火機(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、凝結(jié)相防火等。

　　按防火劑的化合物類型分類包含無機(jī)防火劑，其不僅可以起到防火作用,而且可以起到填充作用。有機(jī)防火劑分為磷系與鹵系兩個系列。前者在用受到很大限制。鹵系防火劑主要包含氯與溴兩大類。

　　防火纖維的創(chuàng)造主要有PU涂層法、共混法、共聚法與接枝改性法以及皮芯貼合紡絲法。布料進(jìn)行防火后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、轎車的銷量和日俱增，高檔內(nèi)部裝飾防火面料的市場也日益增添，其中每列動車約需1000米座椅布料；每輛轎車約需20米紡織品，設(shè)計(jì)80多個零部件。

　　2007年高檔車用內(nèi)部裝飾紡織品需要具有防火、吸濕、透濕、染色堅(jiān)牢度高、耐日曬、去靜電、防倒毛等特點(diǎn)，比服用紡織品的要求高，而我國的開辟能力薄弱，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(diǎn)主要包含現(xiàn)有防火劑用量大導(dǎo)致煙霧大，后整理面料不耐熱，高溫發(fā)粘，煙密度、煙毒性及熔滴問題突出等。

　　為此，我們開辟設(shè)計(jì)了P—T膨脹性防火劑，該防火劑無甲醛，無鹵，熱與水解穩(wěn)定性好，熔點(diǎn)高，吸濕性低。應(yīng)用該防火劑的高速列車座椅專用紡織織物的防火性、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)防火纖維在安全防護(hù)領(lǐng)域的應(yīng)用

　　煙臺泰與新材有限公司間位Nomex銷售部部長孫鵬

　　本質(zhì)防火依靠材料本身化學(xué)結(jié)構(gòu)形成的防火與隔熱性能。其防火與隔熱性能并非通過添加其他化學(xué)助劑而獲得，不會隨穿著時間與清洗次數(shù)的增添而下降。如Nomex、防火氰氯綸、防火粘膠等等。

　　例如Nomex為本質(zhì)防火、纖維強(qiáng)力高、鹵素含量低、服用性能好，防火效果好、在防火工作裝領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。防火棉為整理防火，防火效果較差，布料強(qiáng)力較低，服用性能好，織物強(qiáng)力與防火效果會隨著清洗次數(shù)的增添而下降直至消逝，布料會釋放游離甲醛。

　　芳香族聚酰胺纖維，以其輕質(zhì)、防火、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)系到國防安全與國民經(jīng)濟(jì)的重要戰(zhàn)略物資，是軍事裝備、軍警防火防護(hù)及防彈裝備與國家骨干裝備創(chuàng)造的關(guān)鍵材料，還可廣泛應(yīng)用于能源、交通、化工、電子、建造等行業(yè)的安全防護(hù)、環(huán)保過濾、結(jié)構(gòu)增強(qiáng)與電氣絕緣。世界各發(fā)達(dá)國家高度重視Nomex的研究與產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展。

　　Nomex產(chǎn)品具有以下特點(diǎn)：品種齊全、纖維性能優(yōu)良、染色堅(jiān)牢度高、更綠色環(huán)保。間位Nomex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)防火性與化學(xué)穩(wěn)定性，被廣泛應(yīng)用于環(huán)保過濾、防護(hù)工作裝與產(chǎn)業(yè)用紡織品以及Nomex紙等領(lǐng)域。

　　由于國內(nèi)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)普遍偏低，Nomex的應(yīng)用還未得到很好普及。我們信任，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)會逐漸和國際接軌，國內(nèi)Nomex創(chuàng)造企業(yè)已經(jīng)在提高產(chǎn)品差別化開辟、提高Nomex應(yīng)用技術(shù)研究方面做好打算，開展了大量工作，Nomex產(chǎn)業(yè)會走的更遠(yuǎn)、前景將更為廣闊。

　　防火工裝的選擇和評估辦法

　　杜邦集團(tuán)中國有限公司防護(hù)科技工程師張麗艷

　　防火工裝的防火防護(hù)評估目前主要采納三種辦法，垂直燃燒測試法，測試過程：用標(biāo)準(zhǔn)甲烷氣火焰，持續(xù)燃燒布料12秒后移走或熄滅，觀看布料繼續(xù)燃燒的情況，并測量燃燒后布料損毀的長度。垂直燃燒測試辦法是模擬當(dāng)火焰從布料一端的底部開始燒起時布料的燃燒狀態(tài)，這在實(shí)際真實(shí)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(shí)情況，更能反映織物的熱防護(hù)性能，被NFPA及國標(biāo)廣泛采納。熱人儀測試法，熱防護(hù)性能TPP測試法更接近真實(shí)情況，更能反映布料的熱防護(hù)性能。熱人儀測試法使用了仿真人模型的熱人儀是對實(shí)際火災(zāi)發(fā)生時的真實(shí)模擬，能反映防火工作裝的熱防護(hù)性能，是世界上先進(jìn)的熱燒傷評估設(shè)備之一。

　　防火工裝的力學(xué)堅(jiān)牢度性能的評估主要包含拉伸斷裂性能，其中布料拉伸斷裂性表示布料承受大負(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，是布料拉伸至斷裂時所汲取的能量，也就是布料具有反抗外力破壞的內(nèi)在結(jié)合能。面料的斷裂功越強(qiáng)大，布料越牢固。斷裂功的大小可反映布料的服用監(jiān)牢度，且穿著時間證明，相對低強(qiáng)高伸型的纖維與布料較為耐穿。

　　而撕裂破壞性能更為重要，在《紡織材料學(xué)》關(guān)于面料撕破性能的開篇，就指出：撕破強(qiáng)力比拉伸斷裂強(qiáng)力更能反映布料的堅(jiān)牢度。1990年《中國紡織大學(xué)學(xué)報(bào)》中，楊以雄在文章《機(jī)布料撕裂現(xiàn)象的研討》中也曾指出：布料的拉伸破壞需要施加較大的負(fù)荷才干使受理系統(tǒng)的紡紗線斷裂，這在服用機(jī)面料的實(shí)際穿著使用中是較少浮現(xiàn)的。

　　在實(shí)際穿著使用過程中，布料被異物勾住，局部受力撕破的現(xiàn)象常常發(fā)生。在生產(chǎn)上，采納撕破強(qiáng)力可比采納拉伸斷裂強(qiáng)力更能反映布料的堅(jiān)牢度。

　　綜上討論，當(dāng)評估防火防護(hù)機(jī)布料的力學(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)力與耐磨損性能。

　　大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，當(dāng)其他條件相同的情況下，相對低強(qiáng)高伸型的纖維布料具有更為優(yōu)異的力學(xué)耐久性，在實(shí)際穿著使用過程中能夠提供更好的堅(jiān)牢度性能。

　　電弧熱防護(hù)歐美標(biāo)準(zhǔn)的簡介和對照

　　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可能損害的緣故，因?yàn)閲?yán)峻電弧發(fā)生點(diǎn)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，其中假如工作者衣裳被點(diǎn)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)主要包含歐洲標(biāo)準(zhǔn)與美國標(biāo)準(zhǔn)。

　　歐洲標(biāo)準(zhǔn)的電弧防護(hù)服織物檢測標(biāo)準(zhǔn)為針對4塊布料暴露在電弧反應(yīng)下，檢測織物相應(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，測試樣和電極空間距離為300mm。

　　歐洲標(biāo)準(zhǔn)對成衣設(shè)計(jì)的要求為工作裝的設(shè)計(jì)對使用者在使用與工作中不會造成任何的行動障礙；工作裝須為長袖設(shè)計(jì)以愛護(hù)整個上身軀干；工作裝的紐扣或者拉鏈配件在電弧閃火反應(yīng)后仍能正常運(yùn)作；工作裝的縫紉線、配件、紐扣或拉鏈配件在電弧閃火反應(yīng)后不會造成進(jìn)一步的人體損害；金屬配件、紐扣或拉鏈必須被織物覆蓋，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)主要從防火性能、布料分量、拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度、洗水染色堅(jiān)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)值得測定辦法針對21塊布料暴露在電弧反應(yīng)下。

　　美國標(biāo)準(zhǔn)對工作裝的要求：工作裝的縫紉線、配件、紐扣或拉鏈配件在電弧閃火反應(yīng)后不會造成進(jìn)一步的人體損害；工作裝上應(yīng)使用防火的縫紉線且在面對191A防火測試260℃的測試溫度下不會融化；如任何衣裳的配件、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，則須有布料覆蓋以幸免和皮膚直接接觸。

　　為何要使用防護(hù)工作裝

　　歐州有名纖維公司個體防護(hù)能手GEOFF

　　正確選擇與使用防火防護(hù)工作裝能夠減少災(zāi)難性的工作裝著火并且挽救生命，相比燒傷后在醫(yī)院康復(fù)醫(yī)治的花費(fèi)來說，防護(hù)工作裝的花費(fèi)是極少并且是有成效的。假如操作工人穿著錯誤的工作裝，穿著衣裳的地方將會比暴露的地方皮膚燒傷更加嚴(yán)峻。

　　現(xiàn)如今，越來越多的國家已經(jīng)頒布強(qiáng)制性法律，要求在驚險(xiǎn)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、殼牌石油公司與美國鋁業(yè)公司等，都已經(jīng)實(shí)行佩戴個人防護(hù)裝備的政策，其現(xiàn)場操作的正式員工與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)域中采納或命令工人佩戴個人防護(hù)裝備。

　　據(jù)測算，每1%皮膚燒傷者醫(yī)治需要住院1.5天，平均需要19天住院時間，每天費(fèi)用超過1.8萬美元。整個住院醫(yī)治花費(fèi)在20萬至70萬美元，許多時候會超過100萬美元。

　　防火的性能是當(dāng)火焰離開布料的時候，織物具有自動熄滅的性能。防火整理是對布料進(jìn)行相應(yīng)的防火整理，使其具有火焰離開后自熄性能。整理織物采納防火劑后整理使布料具有防火效果，但是有些布料會殘留甲醛等有毒物質(zhì)，同時防火劑在日常清洗過程已被帶走。本質(zhì)防火布料由于纖維具有防火性能，并且防火效果不會隨著清洗次數(shù)增添而降低，例如Nomex、纖維素類防火纖維等。

　　防火測試的要求包含：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。穿著正確的防火防護(hù)服將減少損害。未來采購防護(hù)服的工業(yè)領(lǐng)域包含：電網(wǎng)與天然氣企業(yè)、煉鋼廠、消防救援等。

　　電弧對人體的損害

　　國家電網(wǎng)公司全國電燒傷醫(yī)治中央原主任虞劍華

　　電弧對人的主要損害有以下幾個方面：電擊致死，當(dāng)工作者直接觸電，可能造成觸電身亡或嚴(yán)峻灼傷，事實(shí)上，即使具有阻燃性的防護(hù)衣也不能夠使工作者免于觸電身亡的驚險(xiǎn)；衣裳燃燒造成的嚴(yán)峻灼傷，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，如棉衣及聚酯衣裳在沒有火焰的情況下也會起火燃燒，此種衣裳一旦被點(diǎn)燃，便會繼續(xù)燃燒從而對穿著者造成致命的損害；衣裳爆裂造成嚴(yán)峻灼傷，電弧所產(chǎn)生的爆炸或震蕩力會使日常衣裳繃迸裂，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)峻灼傷，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，而給穿著者造成十分嚴(yán)峻的、甚至是致命的損害。

　　在國外，許多實(shí)例顯示，這些工作者在工作時若穿著日常工作裝，往往使他們受到更大的損害。事實(shí)上，半數(shù)以上報(bào)告至OSHA（美國職業(yè)安全健康委員會）與電弧相關(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)境下的驚險(xiǎn)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與降低燒傷損害程度，從而提高事故受害者的生存率。

　　美國防火防護(hù)服的測試標(biāo)準(zhǔn)及進(jìn)展趨勢

　　美利肯公司研究中央首席科學(xué)家李叔隆

　　具有“救生”功能的防火阻燃防電弧服，是工業(yè)生產(chǎn)工作防護(hù)服中不可或缺的部分。為援助人們更好地知道防火防護(hù)服在美國的廣泛應(yīng)用，“防火”并不代表盡全不會燃燒，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，可阻撓材料的燃燒，能有效預(yù)防與降低熱驚險(xiǎn)對工人的危害，從而愛護(hù)人體生命安全，也是通常意義上的“二級防火防護(hù)服”。這些危害常存在于石油、天然氣、石化、電力、鐵路、運(yùn)輸、鋼鐵冶金以及其他生產(chǎn)創(chuàng)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)與爆炸，是石油與天然氣工業(yè)中第二常見的受傷/死亡事故。

　　美國職業(yè)安全和健康治理局（OSHA）早在1972年就出臺了針對電力行業(yè)的工人安全愛護(hù)的法律法規(guī)。雖然石油、天然氣以及石化生產(chǎn)創(chuàng)造業(yè)在努力地降低閃火事故的驚險(xiǎn)性，但是這樣并不能徹底去除閃火以及其帶來的人身損害與生命驚險(xiǎn)，所以O(shè)SHA專門在2010年頒布了要求石油、石化等相關(guān)企業(yè)必須為工人提供防火服的法規(guī)。

　　美國的防火防護(hù)服的行業(yè)測試標(biāo)準(zhǔn)主要包含NFPA（美國國家阻燃協(xié)會）2112,NFPA70E與各種ASTM（美國測試和材料標(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)引用的防火服產(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)清洗100次仍保持穩(wěn)定的防火性能。大多數(shù)的防火服在使用壽命期間的清洗次數(shù)會少于工業(yè)清洗100次，因此能滿足NFPA2112標(biāo)準(zhǔn)的也通常被稱為“永久性”的防火服。

　　隨著人們安全意識的增強(qiáng)，現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的進(jìn)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，防火防護(hù)服日漸深入人心，成為現(xiàn)代工業(yè)不可缺乏的一部分。