紡織品在防護材料當中的應用

1、紡織品在防護材料當中的應用紡織品熱防護學院：XXXX專業(yè)：XXXXXX班級：XXXX姓名：XXXX學號：XXXXXXXX人們在生產、生活、救護、戰(zhàn)爭等活動中會遇到各種熱源，所產 生的熱能損害是危害最大、致人痛苦或死亡的重要因素。各種火災、爆炸、高溫爐、電弧、熔融金屬飛濺、焊弧等都有熱 傷害或潛在的熱危害。這些熱源的溫度可能在601 500 C,這些熱源的熱能可能通過接觸、輻射或熱對流形式到達人體，造成對人體 的危害。通過服裝的防護阻斷熱能到達人體皮膚表面， 將是防護人體 免受傷害的最直接和最有效的防護手段。通過對各種熱源產生熱量大小和過程的研究，認識熱源的規(guī)律，采用耐熱紡織材料，設計 熱防 護

2、服裝，達到有效熱防護的目的。我國的織物熱防護研究是伴隨著新一代消防服裝的研制開始的， 消防員防護服的隔熱性能優(yōu)劣直接關系到消防員的生命安全和身體 健康，也關系到消防部隊滅火作戰(zhàn)能力的發(fā)揮。我國于 1997年研制 的97型消防員滅火防護服的防護性能要求已達到國外先進技術水平，國內部分企業(yè)生產的消防員防護服已 出口歐洲、北美等發(fā)達國家。新的 GA10-2002消防員滅火防護服 標準的貫徹和實施，進一步提升了消防員滅火防護服的產品的水平。當前，GA10-2002消防員滅火防護服、GB8965.1-2009阻燃 防護服、GB8965.2-2009焊接防護服等標準的實施，對織物熱防 護性能的研究勢在必行

3、和迫在眉睫。 開展織物熱防護技術研究，可以 加快我國消防服裝和阻燃服裝設計制作水平的提高，盡快縮小我國與 國際熱防護方面的技術差距，打破國外標準和材料對我國高檔防護裝備的壟斷，對我國個體防護裝備研發(fā)和裝備水平提高有重要的推動作織物熱防護技術和產品1、織物熱防護技術1960年代，Stoll和Chianta對人體皮膚和組織對熱能的響應進 行了研究，并給出了定量結果。當人體皮膚組織表皮溫度從36.5C提高到大約44 C時，開始發(fā)生皮膚灼傷，皮膚灼傷的等級取決 于溫度的升高程度。例如，在 50 C時，皮膚受傷害速度比45 C時 快100倍；在72 C時幾乎立刻發(fā)生表皮損傷?？紤]到電弧的高強度 熱能會產

4、生大約13 000 C的高溫，因此，事故附近人體造成 2度或 3度灼傷的風險非常高。消防靴子消防頭盔消防手套原因并不僅是極端火場條件，即不僅在“危急”狀態(tài)下一類似在猛烈燃燒的失事飛機附近或發(fā)生轟燃時遇到的情況，其輻射熱通量超過13.6 kW/m2會造成燒傷；在“危險”狀態(tài)下一相當于在一個燃燒的房間外或在一個燃燒的小型建筑物外遇到的情況，其輻射熱通量為1.513.6 kW/m2,長時間工作也會造成燒傷。因此，在極端火場燒傷理論已非常成熟的基礎上，國外研究機構逐漸開展長時間低熱量條件下造成的燒傷研究。在消防服研究方面,國外通過多年研究發(fā)現，造成消防員燒傷的2、織物熱防護產品防電弧防護產品。許多材料

5、都可以作為防電弧服裝的材料，國外的標準予以推薦有一定熱穩(wěn)定性和遇火不熔化的材料可以制作防 電弧面料，如棉織物、阻燃棉織物、芳綸面料、棉睛氯綸混紡織物等， 但其熱防護性能要達到相應的電弧防護值(APTV。國外比較著名的有杜邦推出的Protera ?面料，該材料有著良好的熱防護性能，可靠 的強度及永久的抗靜電性能，由 Protera ?材料制成的防護服可以防 護電弧所產生的高熱、火焰與爆裂等危害。阻燃、爆燃防護產品。在石油、石化和化學工業(yè)中，人們在易 燃易爆環(huán)境周圍工作是一個客觀存在的事實。燃料管理人員、管道工人、石油鉆井員工、工廠操作工、機械工等還有許多諸如此類的工作 群體，每天都暴露在爆燃發(fā)生

6、的危險之中。與防電弧面料類似，防爆 燃面料也具有類似的阻燃耐熱性能。國外應用較多的是杜邦的Nome? 阻燃防護服。該阻燃防護服面料在烈焰下不熔滴和不收縮，在爆燃逃 生時能降低燒傷程度，提供給工人有安全感的防護。消防員防護服裝。消防服是保護活躍在消防第一線的消防隊員 人身安全的重要裝備品之一，它不僅是火災救助現場不可或缺的必備 品，也是保護消防隊員身體免受傷害的防火用具。因此，適應火災現 場救助活動的消防服就顯得尤為重要。有關消防服的開發(fā)研究，ISO推出了多種規(guī)格。其中最新和最主 要的有兩種，即1998年8月制定的ISO11612和1999年12月制定的 ISO11613 IS011612規(guī)格從

7、消防服的耐火、耐熱以及熱防護性能等方面都以國際的標準尺度進行了檢測。但是，對于消防服而言，還不 僅僅停留在防“熱”上，例如，力學性能的強度、染色牢固程度等都 是其重要的性能。ISO11612是專門從與“熱”相關聯的角度出發(fā)而 制定的。而ISO11613則是采用了歐洲式和美國式的相關規(guī)格，彌補 了ISO 11612規(guī)格的不足。日本也采用了 ISO11613規(guī)格的消防服。防熔融金屬飛濺防護產品。國外對這類產品的要求有較完善的 標準，主要的防護材料有芳綸、阻燃粘膠、聚酰亞胺等纖維制成的面 料，也可用阻燃棉織物，與阻燃耐熱面料的要求相近，但要通過熔融 金屬測試，這些織物必須達到一定的厚度。國內熱防護技

8、術的研發(fā)進展阻燃耐高溫纖維材料間位芳綸我國從20世紀60年代開始研究間位芳綸。煙臺氨綸集團（現更 名為煙臺泰和新材集團）于2004年成功實現了間位芳綸的工業(yè)化生 產，目前“紐士達？”間位芳綸年產能已達6500 t/a ,現已躋身世界 3大間位芳綸制造供應商之列。廣東彩艷股份有限公司是我國首先實 現間位芳綸國產化的企業(yè)，產能 1 000 t/a 。阻燃粘膠纖維山東海龍推出了商品名“安芙麗（Anti-frayon ）”阻燃粘膠纖維； 新鄉(xiāng)白鷺化纖集團有限責任公司也能生產阻燃粘膠纖維；吉林化纖推出了 “白山牌”阻燃纖維；唐山三友集團化纖公司成功開發(fā)出了高性 能阻燃粘膠纖維。睛氯綸2008年7月撫順瑞

9、華纖維有限公司成功收購撫順阻燃睛綸廠， 設計睛氯綸產能5 000 t/a 。國外熱防護技術的研發(fā)進展阻燃和耐高溫纖維材料間位（PMIA）芳綸 可用于制作防護服裝 的外層面料和隔熱氈層。1960年代初美國杜邦公司率先開發(fā)出 PMIA芳綸（聚間苯二甲酰 間苯二胺纖維），并于1967年實現了工業(yè)化生產，商品名 NomeXl 以PMIA芳綸為代表的新一代本質阻燃纖維代表了一種全新的阻燃理o聚酰亞胺（PI）纖維可用于制作防護服裝的外層面料。作為耐 熱性纖維的一個品種，雖然PI纖維不如PMIA纖維發(fā)展那樣快，但因 其性能獨特，也受到人們重視。由奧地利Inspec Fibers 公司生產的全名為芳香族PI纖

10、維，商品名為P84,產能為1 000 t/a 。由法 國Kemel Fibers公司生產的類似的纖維稱為聚酰胺酰亞胺纖維，商 品名為Keme?,產能為1 500 t/a 。聚苯并咪噪（PBI）纖維 可用于制作防護服裝的外層面料。 由 美國塞拉尼斯（Celanese）公司于1960年代中期研制成功，1983年 投入工業(yè)化生產，產能為500 t/a。簡稱PBI纖維和托基綸（Togylen）。PBI纖維主要用于要求纖維阻燃、耐高溫和無煙、低毒的領域。 其突出的耐熱性能使其在特殊應用中成為取代石棉的一種良好材料。 采用PBI纖維制成的耐高溫手套在溫度高達 815 C時的壽命比石棉 高2.9倍。該纖維織

11、物可用于制作防護服（消防服、防高溫工作服、 飛行服）、救生用品等。聚對苯撐苯并雙惡噪（PB。纖維 可用于制作防護服裝的防割、 防彈層或隔熱氈層。PBO纖維是由美國空軍空氣動力學開發(fā)研究人員發(fā)明的，被譽為 “21世紀超級纖維”，具商品名為柴?。╖ylon?）。道（DOW化學公 司取得其全世界實施權進行工業(yè)化開發(fā)。1990年日本東洋紡公司從美國道化學公司購買了 PBO纖維專利技術。1991年由道-巴迪許化纖公司在日本東洋紡公司的設備上開發(fā)出PBO纖維。2008年產能達到 1 000 t/aPBO千維極限氧指數很高，阻燃性極好，在火焰中不燃燒、不收 縮和非常柔軟，但該纖維也存在空氣下遇光性能驟降、 價格高昂等問 題。結語隨著有關熱防護標準的實施，對織物熱防護性能的研究勢在必行。 應開展織物熱防護技術研究，盡快縮小我國與國際熱防護方面的技術 差距，打破國外標準和材料對我國高檔防護裝備的壟斷，為推動我國個體防護裝備研發(fā)和提高裝備水平做出貢獻。國外對阻燃防護服熱防 護性能的研究已有十幾年的時間，在工業(yè)熱防護、防電弧、消防員熱 防護等領域取得了較大的成果，特別是美國杜邦公司在這方面走在世 界的前列。他們在耐熱材料的開發(fā)、利用及其熱防護產品設計生產、 熱防護標準制定、檢測儀器的研制等方面處于領先地位。我國的阻燃耐高溫防護產品的研究水平較低， 現階段基本停留在 對國外產品的模仿階段