阻燃防护再掀头脑风暴

　　国防军工用防火纺织品

　　中国产业用纺织品协会军需纺织品分会会长陈旭炜

　　军队纺织品的采购、生产已从早年的奥秘化逐步发生着改变，随着时代与市场需求的变幻，供需双方企业交流的意愿和呼声越来越高，这也为提供性价比更高的军工纺织品提供了平台。就防火产品而言，化学防火纤维主要包含：Nomex1313、Nomex1414、杂环Nomex、芳砜纶、碳纤维与维纶。其中防火纤维作为中间产品主要应用在防护服、抗荷服、代偿服等领域，抗荷服及代偿服对纺织材料的要求与趋势主要体现在质轻、耐老化、有较好的强度、易上色、防火、阻水透湿等性能。值得一提的是神七舱外航天服中纺织PU涂层与外层材料在抗高温、抗辐射等指标上的突破，防护材料具有防撕裂、耐磨损、防热辐射、防微流星、耐化学腐蚀、防离子辐射等性能。

　　防火纤维在降落伞中的应用领域大体包含：降落伞用的伞衣、伞绳、组提带及伞衣套，在尽整的一套降落伞中除了一些纽扣与拉环是金属制成的，其他都是由防火的贴合纤维制成。随着军队科技实力的提升，降落伞对纺织材料的要求也越来越高，其中主要体现在：质轻、高强、耐老化、防火防灼、抗静电、形态稳定断裂强力和抗撕破强力好；可适应不同的透湿量；可根据特定用途在设计范围内实施单向延伸等。

　　除了一些特种工作装，防火纤维还应用于阻拦网、炮衣、飞机蒙布、民用帐篷、伪装网等，其中第二炮兵装备研究院某所6室研制的一种伪装材料——“变色龙”，其主要构成部分也是防火贴合纤维。

　　纺织品防火后整理技术及其产品开辟

　　东华大学纺织化学工程系主任博士生导师蔡再生

　　通常布料燃烧又可分为三个阶段,即热分解、热引燃、热点燃,对不同燃烧阶段的四要素采纳相应的防火剂加以抵制，就形成了各种各样的防火机理及中断防火机理。根据现有的研究结果，可以把防火机理大致分成吸热反应、形成自由基、熔化理论、生成不燃性气体、凝结相防火等。

　　按防火剂的化合物类型分类包含无机防火剂，其不仅可以起到防火作用,而且可以起到填充作用。有机防火剂分为磷系与卤系两个系列。前者在用受到很大限制。卤系防火剂主要包含氯与溴两大类。

　　防火纤维的创造主要有PU涂层法、共混法、共聚法与接枝改性法以及皮芯贴合纺丝法。布料进行防火后整理的加工工艺主要有浸轧焙烘法、浸渍烘燥法、涂布法、喷雾法、有机溶剂法。

　　随着动车、高速列车、轿车的销量和日俱增，高档内部装饰防火面料的市场也日益增添，其中每列动车约需1000米座椅布料；每辆轿车约需20米纺织品，设计80多个零部件。

　　2007年高档车用内部装饰纺织品需要具有防火、吸湿、透湿、染色坚牢度高、耐日晒、去静电、防倒毛等特点，比服用纺织品的要求高，而我国的开辟能力薄弱，主要以引进成套技术为主，高端产品由日本、欧洲国家垄断。其技术难点主要包含现有防火剂用量大导致烟雾大，后整理面料不耐热，高温发粘，烟密度、烟毒性及熔滴问题突出等。

　　为此，我们开辟设计了P—T膨胀性防火剂，该防火剂无甲醛，无卤，热与水解稳定性好，熔点高，吸湿性低。应用该防火剂的高速列车座椅专用纺织织物的防火性、安全性已通过美国FRA标准、法国NF标准、英国BS标准、德国DIN标准，已成功应用于法式长客、日式青岛四方、西门子等。

　　本质防火纤维在安全防护领域的应用

　　烟台泰与新材有限公司间位Nomex销售部部长孙鹏

　　本质防火依靠材料本身化学结构形成的防火与隔热性能。其防火与隔热性能并非通过添加其他化学助剂而获得，不会随穿着时间与清洗次数的增添而下降。如Nomex、防火氰氯纶、防火粘胶等等。

　　例如Nomex为本质防火、纤维强力高、卤素含量低、服用性能好，防火效果好、在防火工作装领域应用广泛。防火棉为整理防火，防火效果较差，布料强力较低，服用性能好，织物强力与防火效果会随着清洗次数的增添而下降直至消逝，布料会释放游离甲醛。

　　芳香族聚酰胺纤维，以其轻质、防火、耐温、高强、绝缘、抗辐射、高强度、高弹性模量等优异特性，成为关系到国防安全与国民经济的重要战略物资，是军事装备、军警防火防护及防弹装备与国家骨干装备创造的关键材料，还可广泛应用于能源、交通、化工、电子、建造等行业的安全防护、环保过滤、结构增强与电气绝缘。世界各发达国家高度重视Nomex的研究与产业化进展。

　　Nomex产品具有以下特点：品种齐全、纤维性能优良、染色坚牢度高、更绿色环保。间位Nomex是一种综合性能优异的有机耐高温纤维，利用其优异的耐热性、本质防火性与化学稳定性，被广泛应用于环保过滤、防护工作装与产业用纺织品以及Nomex纸等领域。

　　由于国内行业标准普遍偏低，Nomex的应用还未得到很好普及。我们信任，随着国家对健康安全的日益重视，行业安全防护标准会逐渐和国际接轨，国内Nomex创造企业已经在提高产品差别化开辟、提高Nomex应用技术研究方面做好打算，开展了大量工作，Nomex产业会走的更远、前景将更为广阔。

　　防火工装的选择和评估办法

　　杜邦集团中国有限公司防护科技工程师张丽艳

　　防火工装的防火防护评估目前主要采纳三种办法，垂直燃烧测试法，测试过程：用标准甲烷气火焰，持续燃烧布料12秒后移走或熄灭，观看布料继续燃烧的情况，并测量燃烧后布料损毁的长度。垂直燃烧测试办法是模拟当火焰从布料一端的底部开始烧起时布料的燃烧状态，这在实际真实火灾中发生的情况比较少。

　　热防护性能（TPP）测试法，热防护性能TPP测试法，更接近真实情况，更能反映织物的热防护性能，被NFPA及国标广泛采纳。热人仪测试法，热防护性能TPP测试法更接近真实情况，更能反映布料的热防护性能。热人仪测试法使用了仿真人模型的热人仪是对实际火灾发生时的真实模拟，能反映防火工作装的热防护性能，是世界上先进的热烧伤评估设备之一。

　　防火工装的力学坚牢度性能的评估主要包含拉伸断裂性能，其中布料拉伸断裂性表示布料承受大负荷时的伸长变形能力，断裂功负荷表示伸长曲线下的面积为断裂功，是布料拉伸至断裂时所汲取的能量，也就是布料具有反抗外力破坏的内在结合能。面料的断裂功越强大，布料越牢固。断裂功的大小可反映布料的服用监牢度，且穿着时间证明，相对低强高伸型的纤维与布料较为耐穿。

　　而撕裂破坏性能更为重要，在《纺织材料学》关于面料撕破性能的开篇，就指出：撕破强力比拉伸断裂强力更能反映布料的坚牢度。1990年《中国纺织大学学报》中，杨以雄在文章《机布料撕裂现象的研讨》中也曾指出：布料的拉伸破坏需要施加较大的负荷才干使受理系统的纺纱线断裂，这在服用机面料的实际穿着使用中是较少浮现的。

　　在实际穿着使用过程中，布料被异物勾住，局部受力撕破的现象常常发生。在生产上，采纳撕破强力可比采纳拉伸断裂强力更能反映布料的坚牢度。

　　综上讨论，当评估防火防护机布料的力学性能时，断裂强力的大小并不能代表其力学耐久性的优劣，必须综合考虑断裂伸长、断裂功、撕破强力与耐磨损性能。

　　大量实验结果与实践经验表明，当其他条件相同的情况下，相对低强高伸型的纤维布料具有更为优异的力学耐久性，在实际穿着使用过程中能够提供更好的坚牢度性能。

　　电弧热防护欧美标准的简介和对照

　　西班牙纺织行业研究协会DavidRaso

　　电弧闪火是电气工作者触感电意外可能损害的缘故，因为严峻电弧发生点的约35000华氏度温度是太阳表面温度的4倍，周遭的材料物质被气化或烧熔高温喷出，其中假如工作者衣裳被点燃则会造成身体大面积的烧烫伤。

　　目前关于电弧防护服的检测标准主要包含欧洲标准与美国标准。

　　欧洲标准的电弧防护服织物检测标准为针对4块布料暴露在电弧反应下，检测织物相应的数据结果。其测试条件为测试电压400V，电弧闪火时间500ms，上电极由铝制成，下电极由铜制成，电极空间为30mm，测试样和电极空间距离为300mm。

　　欧洲标准对成衣设计的要求为工作装的设计对使用者在使用与工作中不会造成任何的行动障碍；工作装须为长袖设计以爱护整个上身躯干；工作装的纽扣或者拉链配件在电弧闪火反应后仍能正常运作；工作装的缝纫线、配件、纽扣或拉链配件在电弧闪火反应后不会造成进一步的人体损害；金属配件、纽扣或拉链必须被织物覆盖，非金属配件、纽扣或者拉链可暴露在表面。

　　电弧防护服的美国标准主要从防火性能、布料分量、拉伸强度、撕裂强度、洗水染色坚牢度、洗水缩率及电弧防护值的测定等方面判定。其电弧防护值得测定办法针对21块布料暴露在电弧反应下。

　　美国标准对工作装的要求：工作装的缝纫线、配件、纽扣或拉链配件在电弧闪火反应后不会造成进一步的人体损害；工作装上应使用防火的缝纫线且在面对191A防火测试260℃的测试温度下不会融化；如任何衣裳的配件、拉链或纽扣在电弧闪火反应中，可能造成热传递或熔融的情况，则须有布料覆盖以幸免和皮肤直接接触。

　　为何要使用防护工作装

　　欧州有名纤维公司个体防护能手GEOFF

　　正确选择与使用防火防护工作装能够减少灾难性的工作装着火并且挽救生命，相比烧伤后在医院康复医治的花费来说，防护工作装的花费是极少并且是有成效的。假如操作工人穿着错误的工作装，穿着衣裳的地方将会比暴露的地方皮肤烧伤更加严峻。

　　现如今，越来越多的国家已经颁布强制性法律，要求在惊险场合的工作者必须配备合适的个人防护装备。许多跨国公司像马来西亚石油公司、壳牌石油公司与美国铝业公司等，都已经实行佩戴个人防护装备的政策，其现场操作的正式员工与合同员工都被要求使用个人防护装备进行工作，中国也在许多工业领域中采纳或命令工人佩戴个人防护装备。

　　据测算，每1%皮肤烧伤者医治需要住院1.5天，平均需要19天住院时间，每天费用超过1.8万美元。整个住院医治花费在20万至70万美元，许多时候会超过100万美元。

　　防火的性能是当火焰离开布料的时候，织物具有自动熄灭的性能。防火整理是对布料进行相应的防火整理，使其具有火焰离开后自熄性能。整理织物采纳防火剂后整理使布料具有防火效果，但是有些布料会残留甲醛等有毒物质，同时防火剂在日常清洗过程已被带走。本质防火布料由于纤维具有防火性能，并且防火效果不会随着清洗次数增添而降低，例如Nomex、纤维素类防火纤维等。

　　防火测试的要求包含：垂直燃烧测试，12秒钟火焰燃烧，损毁炭长小于6英寸，续燃时间小于2秒。穿着正确的防火防护服将减少损害。未来采购防护服的工业领域包含：电网与天然气企业、炼钢厂、消防救援等。

　　电弧对人体的损害

　　国家电网公司全国电烧伤医治中央原主任虞剑华

　　电弧对人的主要损害有以下几个方面：电击致死，当工作者直接触电，可能造成触电身亡或严峻灼伤，事实上，即使具有阻燃性的防护衣也不能够使工作者免于触电身亡的惊险；衣裳燃烧造成的严峻灼伤，工人未必要被电弧接触到才会受伤，电弧产生的辐射热可以在很短的时间内熔化工具、使日常衣物起火燃烧，如棉衣及聚酯衣裳在没有火焰的情况下也会起火燃烧，此种衣裳一旦被点燃，便会继续燃烧从而对穿着者造成致命的损害；衣裳爆裂造成严峻灼伤，电弧所产生的爆炸或震荡力会使日常衣裳绷迸裂，而使工作人员的身体直接暴露于高热、火焰或熔融的金属当中（如：熔化的金属工具及设备等）；合成纤维内衣滴熔造成严峻灼伤，即使在外衣没有燃烧的情况之下，电弧所产生的高热足以熔化由合成纤维材料制成的内衣，由于内衣紧贴皮肤，而给穿着者造成十分严峻的、甚至是致命的损害。

　　在国外，许多实例显示，这些工作者在工作时若穿着日常工作装，往往使他们受到更大的损害。事实上，半数以上报告至OSHA（美国职业安全健康委员会）与电弧相关的受伤案例中，都是由工作者的衣着燃烧所引起的。

　　因此，评估特定工作环境下的惊险程度，为劳动者提供合适的电弧个人防护服已成为欧美国家普遍的安全标准要求。抗衡电弧热效应的个人防护服可以提供更多的逃离时间与降低烧伤损害程度，从而提高事故受害者的生存率。

　　美国防火防护服的测试标准及进展趋势

　　美利肯公司研究中央首席科学家李叔隆

　　具有“救生”功能的防火阻燃防电弧服，是工业生产工作防护服中不可或缺的部分。为援助人们更好地知道防火防护服在美国的广泛应用，“防火”并不代表尽全不会燃烧，是指在有可能存在的闪火，电弧以及熔融金属的危害的情况下，接触高温火源后，可阻挠材料的燃烧，能有效预防与降低热惊险对工人的危害，从而爱护人体生命安全，也是通常意义上的“二级防火防护服”。这些危害常存在于石油、天然气、石化、电力、铁路、运输、钢铁冶金以及其他生产创造行业。闪火会带来致命性的烧伤甚至死亡，近16%在油田的死亡来自于火灾与爆炸，是石油与天然气工业中第二常见的受伤/死亡事故。

　　美国职业安全和健康治理局（OSHA）早在1972年就出台了针对电力行业的工人安全爱护的法律法规。虽然石油、天然气以及石化生产创造业在努力地降低闪火事故的惊险性，但是这样并不能彻底去除闪火以及其带来的人身损害与生命惊险，所以OSHA专门在2010年颁布了要求石油、石化等相关企业必须为工人提供防火服的法规。

　　美国的防火防护服的行业测试标准主要包含NFPA（美国国家阻燃协会）2112,NFPA70E与各种ASTM（美国测试和材料标准协会）美标。而其中NFPA2112的标准是美国国家法规引用的防火服产品标准。测试样品必须满足假人轰燃测试中小于50%的灼伤，并且能通过65.5℃水温的工业清洗100次仍保持稳定的防火性能。大多数的防火服在使用寿命期间的清洗次数会少于工业清洗100次，因此能满足NFPA2112标准的也通常被称为“永久性”的防火服。

　　随着人们安全意识的增强，现代工业技术的进展，企业道德准则的提高以及相关法律法规的推动，防火防护服日渐深入人心，成为现代工业不可缺乏的一部分。