阻燃防護服的功能性與舒適性說明
2019/11/26 10:29:43 點擊：
一、背景與現狀分析
據統計，英國火災死亡人數每年約1000人，美國火災死亡人數更多，每年約8000余人，受傷者達15萬～25萬人，經濟損失達4億美元，同時發現在火災中往往最嚴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重。如果火場人員所穿的服裝具有阻燃熱防護性能，就能夠大大降低救火中人體的燒傷程度，同時性能優良的防護服裝也能給救火人員以信心和勇氣，增加火災中救人救物的機會，將火災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用品，阻燃防護服廣泛用于冶金、石油化工、焊接等行業，因此，研究紡織品阻燃技術，開發各種阻燃紡織品，制定阻燃紡織品的法律法規等就成了人們研究的重要課題。
早期的阻燃防護服使用的材料是在纖維中加入化學阻燃添加劑或對織物進行阻燃處理。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、防化學試劑性都較差，熱防護性能也較差。目前，阻燃防護服面料國際較先進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，同時服裝結構等方面的因素也常常被忽略，這是目前國內廠商在生產制造阻燃防護服時存在的主要問題。
二、阻燃防護服的性能要求
2.1阻燃防護服的功能性要求
隨著城市構造的變化、建筑物的高層、深層以及大規�；�、高度情報化社會的發展、驚人的技術革新的出現，火災的發生原因也一度呈現復雜多樣化的趨勢。在這種復雜的局面下，適應時代要求的新型阻燃防護服裝，其性能要求主要體現在以下幾個方面：
2.1.1外層具有永久阻燃防火性能
防護服的外層是與火和熱直接接觸的一層，也是關系到產品性能好壞的最關鍵的一層，目前阻燃防護服外層面料的加工有兩種方式：
�。�1）在纖維中加入化學添加劑或對織物進行阻燃處理，即以吸附沉積、化學鍵結合、非極性范德華力結合或粘結作用使阻燃劑固著在織物或紗線上，以獲得阻燃效果。這種方法的發展取決于阻燃劑的發展和工藝流程的改進。
�。�2）提高成纖高聚物的熱穩定性，可提高裂解溫度，抑制可燃氣體的產生，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或芳雜環，線形大分子之間反應變成三維交聯結構等。這種方法則是和一些高性能纖維的發展聯系在一起的。
2.1.2良好的防水性能
一般火場上大量使用水當滅火劑來撲救火災，所以阻燃防護服還應具有良好的防水性能，如果防護服比如消防服不防水，則會產生很多不利影響：（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生的熱蒸汽會對消防員造成燙傷；（3）吸水過多會增加負重，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
據資料表明，火場的溫度在60℃—1100℃之間，而輻射熱在1.5Kw/㎡•s—200Kw/㎡•s，因此適應火場的防護服必須具有良好的熱防護性能，包括防直接灼燒的熱傳導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
在石油化工等行業的工作環境中，靜電也有可能成為點火源，引起火災，防靜電纖維在易燃易爆的環境中增加穿著者的安全系數，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，在碳芯上感應相反的電荷，當感應電荷達到一定能級時，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阻燃防護服的舒適性要求
阻燃防護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衣的材料和穿著層數往往是影響防護服舒適性的主要因素，下面具體從透氣性和服裝結構兩個方面進行分析：
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，如果防護服透氣性差，就會使人感到悶熱、窒息，嚴重影響戰斗力。目前解決該問題的方法是采用復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，材料的耐靜水壓和透氣性能達到一定的指標，就能阻擋水的通過而又暢通地排出汗蒸汽。
2.2.2整體結構的協調性
阻燃防護服不但要具備很好的熱防護性能，還要求質輕、穿卸方便，結構寬松，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、肩等處可以在結構上采取加強措施，以實現服裝結構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計以允許手臂達到最大活動范圍；袖口裝內羅紋袖口，褲角里面橡皮筋收緊及可翻換式直立衣領設計，以阻擋火等噴濺，防火阻燃的棉質衣領安全、舒適又吸汗；背帶褲的背帶可調節；褲膝蓋處加多一塊貼布，內襯阻燃隔熱棉，防磨損，保護膝蓋部位；裝高亮度阻燃反光帶增加服用人員的能見度。
三、阻燃防護服的研發策略
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行混紡，可以從一定程度上彌補某些高性能纖維的價格缺陷。二是將分子結構及紡絲工藝作改進。目前發達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異，但價格昂貴，在國內很難大面積推廣使用，如果能從工藝上改進，降低成本，就可以很好解決這一問題。
3.2重視阻燃劑的開發和阻燃整理工藝的發展，采用高新技術
對無害阻燃劑的開發和阻燃整理工藝的改進是提高阻燃紡織品性能的重要手段。另外注重高新技術的應用，如近些年開發的納米材料，應用納米技術整理
的紡織品，既能保持衣物原本質感和外觀，又因應用納米材料使紡織品的處理效果更均勻及持久。
3.3加強對阻燃織物結構的研究，實現功能性與舒適性的結合
一種織物的性能與其結構是密不可分的。阻燃織物的結構（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、剛柔性、吸濕性、透氣性等影響織物舒適性的性能有關。因此，加強織物的結構研究是開發舒適性阻燃面料的有效途徑。
3.4加強開發過程中的協調與合作
阻燃防護服的生產從阻燃舒適性纖維的研制、面料的開發、服裝設計生產以及測試工作的完成，是一個完整的過程，任何一個環節出現問題，都會影響產品的最終質量。例如，一件阻燃防護服的面料的阻燃性、舒適性很好，但服裝的結構設計不合理，這件服裝就不能達到運動的舒適性，就會影響穿著效果與其功能的發揮。因此，各部門之間的協調與合作是很有必要的。
四、結束語
隨著科技的進步和人類自我意識與環境保護意識的增強，人們越來越重視功能性、環保型新型面料的研制與開發，在各種新型面料的開發中，具有特種防護功能的產品正在蓬勃發展，并且必將成為引導世界紡織業發展的一股重要力量。隨著阻燃防護服本身質量的提高，成本的降低，應用領域的擴展以及相關法律法規的出臺，具有良好的阻燃性能和舒適性能的防護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，并且這將對能更好的發揮對人們的防護作用，具有更深遠的意義。
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