阻燃剂阻燃防火服介绍

佛山市利庆阻燃科技有限公司专业从事阻燃剂，阻燃隔热布，阻燃皮革，阻燃无纺布，阻燃涂层胶的研发、生产、销售和纺织品的阻燃加工，产品订购热线：0757-85611280。

众所周知，2008年11月14日早晨6时10分许，上海商学院徐汇校区学生宿舍楼发生火灾，4名女生从6楼宿舍阳台跳下逃生，当场死亡，酿成近年来最为惨烈的校园事故。当天下午上海市公安局对外发布消息称，事故原因初步判断为寝室里使用“热得快”引发电器故障并将周围可燃物引燃所致。

可见，“火”不容情，万事不是按人生计划顺应来的，变化往往一触即发，安全隐患应该引起世人的关注与重视。防火服也不一定就是消防队员的专利，有一种轻便的防火服备用与各个领域，也许也就不会出现上述惨不忍睹的事故了。

通常防火服是消防队员所穿的服装 ,必须具有良好的阻燃和热防护性能 ,才能够大大降低救火中人体烧伤的程度 ,增加在火灾中救人救物的机会 ,因而阻燃、隔热性能是阻燃防护服的必备性能。另外在扑火现场 ,温度高 ,热量大 ,消防队员活动量大 ,排汗多 ,如人体的热量不能及时散失 ,很容易造成热蓄积 ,降低消防队员的应变能力 ,因此防火服的舒适性也是至关重要的。
因此 ,研制、开发既有良好阻燃、隔热性能又有优异舒适性的防火服是一项既有社会效益又有经济效益的课题 ,有着广阔的发展前景。
㈠ 隔热防护服的设计要点
阻燃防火服要减少或降低高温高热环境对人体的作用，除了改造热环境，如降温?温控以外的，就是通过服装来隔热防护。阻燃防护服采用芳纶纤维?聚丙烯腈基氧化纤维?PBI纤维或碳纤维等耐高温合成纤维制成的阻燃防护服，在火中几乎不燃不融，只有碳化反应，同时耐化学品腐蚀。长期使用可耐温度150℃以上，短时间可耐2000℃氧乙炔火焰。不论哪种隔热放火服，都应具备如下条件：
⑴所用材料具有不燃烧的性质与无热黏附性：在高温下保持一定的力学性能，在高温下长时间使用裂解小；纤维在150℃内无变化，300～500℃以内不软化，具有非燃?防火和耐热性，在空气中不熔融。
⑵织物具有反射热辐射的功能。
⑶织物具有一定厚度以发挥隔热性。
⑷使用抗压层防止受热表面与身体直接接触。
⑸内置防潮层防止身体被服装表层热蒸汽烫伤。
⑹面料具有一定的透气性，以利于人体汗液蒸发。
这就需要阻燃面料来完成。
阻燃面料的加工有两种方式:① 在纤维中加入化学添加剂或对织物进行阻燃处理 ,即以吸附沉积、化学键合、非极性范德华力结合或粘结作用 ,使阻燃剂固着在织物或纱线上 ,以获得阻燃效果。② 提高成纤高聚物的热稳定性:提高裂解温度抑制可燃气体的产生 ,增加炭化程度 ,使纤维不易着火燃烧 ,比如在大分子链中引入芳环或芳杂环、线形大分子之间反应变成三维交联结构等。第一种方法的发展取决于阻燃剂的发展和工艺流程的改进;第二种方则是和一些高性能纤维的发展联系在一起的。下面对阻燃剂和一些新型阻燃纤维加以介绍。　
阻燃剂是一种能降低高分子材料燃烧性能的物质 ,主要是用来降低材料在火焰中的可燃性减慢火焰蔓延的速度 ,火焰移去后使材料能很快自熄 ,不再阴燃。阻燃剂的种类很多 ,最常用的阻燃剂是以元素周期表中第 Ⅲ族的硼和铝、第 Ⅳ族的氮、磷、锑、铋;第 Ⅵ族中的硫;第 Ⅶ族中的氯和溴等一些阻燃元素为基础的某些化合物。此外镁、钡、锌、锡、钛、铁、锆和钼的一些化合物也有应用 ,而大多数的有机阻燃剂是以磷和溴为中心的阻燃元素。按阻燃剂在聚合物中的存在形态 ,可分为添加型和反应型两大类。添加型阻燃剂在使用时是将阻燃剂分散到聚合物中或涂布在聚合物的表面 ,它们与聚合物不发生化学反应 ,属于物理分散性的混合。而反应性阻燃剂则往往作为一种组分参与聚合反应 ,或者能与聚合物发生反应 ,它们之间存在着化学键合 ,阻燃剂能够长期稳定地存在于材料内部而不会渗出流失。两种阻燃剂各有优缺点 ,添加型阻燃剂经反复洗涤或不适当洗涤后 ,阻燃效果会有所降低 ,但其使用方便 ,适用面广 ,见效快;反应型添加剂的研制、开发需要大量的资金、人力、物力 ,而其结果往往只涉及一个品种的阻燃问题 ,应用范围小 ,所以在使用上不如添加型多。阻燃剂的选择因纤维和纺织品的品种和制造加工工艺特点而不同 ,要求低毒、高效、发烟性小 ,并且基本上不降低纤维和纺织品的主要服用性能(如强力、手感、染色性等) ,另外利用阻燃剂的协同效应 ,选用多种阻燃剂复配 ,可以提高阻燃效果 ,减少阻燃剂的用量 ,降低成本避免纤维物理机械性能的恶化 ,具有很大的现实意义。
新型阻燃纤维，阻燃纤维一般可分为先天型和添加型。先天型阻燃纤维是指纤维本身由于分子结构的原因 而具备阻燃性能 ,其特点是:阻燃性耐久、热稳定性高 ,具有良好的抗化学药品的性能 ,回潮率高 ,穿着舒适等 ,这类产品价格往往较高 ,下面就几种应用较多的纤维加以介绍。间位芳香族聚酰胺纤维(Nomex) ,我国称之为芳纶 1313,是美国杜邦公司在 60 年代发明并投入使用的 ,是一种良好的耐高温阻燃纤维 ,200 ℃下能保持原强度的 80 %左右 ,260 ℃下持续使用 100 h 仍能保持原强度的 65 %～70 % ,并在人体和衣服之间形成阻隔 ,降低传热效果 ,提供保护作用 ,能耐大多数酸的作用 ,对碱的稳定性也很好 ,由于其突出的性能和广阔的市场前景 ,各国纷纷进行研究开发 ,日本帝人公司在 80 年代开始生产相同的产品 ,并命名为 Tei2jincomex 纤维 ,目前年产量 3000 t ;法国罗那公司于90 年代初投产了 Kermel 纤维 ,年产量约 600 t ;德国巴斯夫公司于 90 年代末在美国投产Basosil 纤维 ,产量约为 450 t 。聚苯并咪唑纤维(简称 PBI) ,是由美国空气力学材料实验室(AFNL) 与 Celease 公司合作开发的另一高性能阻燃纤维 ,该纤维是由间苯二甲酸二苯脂(DPIP) 和四氨基联苯 ,经固相聚合得 PBI 聚合体 ,然后再纺丝成形。PBI 纤维在空气中不燃烧 ,其限氧指数高达 40 , 远远超过 Nomex (LOI 值 20 ～30) , 在600 ℃火焰中较长时间暴露 ,纤维仅收缩 10 %。其织物仍能保持完整、柔软 ,该纤维热稳定性好 ,550 ℃高温下不熔化、不冒烟、不释放有毒气体 ,耐化学药品性好 ,回潮率达 15 % ,服用性好 ,穿着舒适。另外 ,还有酚醛纤维 ,聚苯撑硫咪纤维 ,预氧化聚丙烯腈纤维。第二类是具有阻燃特性的常规合成纤维 ,如阻燃聚酯、阻燃腈纶等 ,这类纤维纺织加工容易 ,价格低廉 ,在只要求阻燃性能的产业用织物中应用 ,并可作为高价格阻燃、耐热纤维的配伍纤维。
目前 ,高性能阻燃、耐热纤维的开发和研制在发达国家中十分活跃 ,美国、日本、欧洲等国家的许多特殊军种中已将 Nomex 等高性能阻燃耐高温军用服装作为现役军服。我国阻燃、耐热纤维的生产情况 ,就种类而言 ,两大类都已具中试规模 ,但产品的质量指标不稳定 ,性能与国外相比 ,还有较大差距 ,产品的开发应用面不广 ,尚未形成大批量生产。
㈡　阻燃面料产品开发途径
1．高性能阻燃纤维纯纺法：
随着各种新型高性能阻燃纤维的开发 ,欧美等国倾向于使用阻燃纤维纯纺面料 ,如Nomex ,PBI 具有良好的耐热性、阻燃性和服用性并且其防护性能来自纤维本身 ,不会因洗涤和穿着次数而降低 ,但由于价格昂贵 ,一套防火服需要几千元 ,另外 ,芳族聚酰胺纤维分子结晶度高 ,分子间结合力强 ,造成染色困难。这些在一定程度上抑制了产品品种的发展。
2．后整理方法：
织物的阻燃整理是通过吸附沉积、化学键合、非极性范德华力结合及粘合作用使阻燃剂固着在织物上而获得阻燃效果的。一般有以下几种方法:浸轧焙烘法、浸渍烘燥法、有机溶剂法、涂布法和喷雾法等。后整理法与原丝改性法相比 ,工艺简单、投资少、见效快、灵活机动、能满足不同阻燃程度的要求 ,可与防水、防霉、抗静电等要求结合进行复合多功能整理 ,可对各种天然纤维、合成纤维及其混纺、交织织物进行整理加工 ,工艺简单 ,是一种应用较广的阻燃方法 ,但是这种方法对织物的强力、手感和色光有一定的影响且阻燃持久性差 ,容易造成污染和水资源的浪费。目前国内的阻燃整理织物主要有棉、涤纶、涤棉混纺织物。
3．混纺法：
(1) 阻燃纤维混纺:把两种本来就难燃的纤维进行混纺 ,制得产品所具有的耐火性能可以优于其中任何一种纤维单独制得的产品 , 例如用 Nomex 与Verel 混纺 ,由 100 %的 Nomex 和 100 %的 Verel 织造的纺织品限氧指数均在 29. 5 左右 ,当混纺样品中含50 %或 75 %Nomex 时 ,其限氧指数上升到 32 ,该方法可以降低产品的成本 ,而且可以改善产品的美学评价。但此方法不是对任何两种纤维都适合 , 如Nomex 与羊毛混纺时(羊毛也是一种难燃纤维) ,产品的限氧指数反而较低 , 只有当 Nomex 含量高于50 %时 ,产品的限氧指数才高于纯羊毛的限氧指数。
(2) 阻燃纤维与易燃纤维的混纺:用一种耐高温阻燃纤维与非阻燃纤维混纺 ,这种方法由于混纺织物中的棉或其他非阻燃纤维不具备阻燃性 ,所以还需对坯布进行阻燃处理(如Nomex 与棉、阻燃腈氯纶与棉) ,价格相对较低 ,穿着舒适 ,耐热性也相对较低。
㈢ 阻燃防护服开发研制策略
1．从纤维入手 ,提高性能 ,降低成本。
(1) 采用混纺法。将高性能阻燃纤维与各种低价格的阻燃纤维或非阻燃纤维组合 ,虽然价仍相对较高 ,但可以从一定程度上弥补某些高性能纤维的价格缺陷 ,不失为一种降低成本的有效途径。
(2) 将分子结构及纺丝工艺作改进。目前发达国家使用较普遍的高性能阻燃纤维织物 ,如 Nomex、PBI ,比其他阻燃纤维织物性能优异 ,但价格昂贵 ,在国内很难大面积推广使用 ,如果能从工艺上改进 ,降低成本 ,就可以很好解决这一问题。
2．充分利用国内条件。
发展阻燃整理工艺注重对无害阻燃剂的开发和阻燃工艺的改进是提高阻燃纺织品性能的重要手段。另外注重高新技术的应用 ,如最近开发的纳米材料 ,专家预测 ,应用到纺织品中 ,不但可以使防护服具有阻燃、抗油、拒水等多种功能 ,还可以避免环境污染 ,有着广阔的应用前景。
3．加强织物结构的研究一种织物的性能与其结构是密不可分的。
阻燃织物的结构(组织、密度、纱线条件等) 能影响许多性能 ,除阻燃、隔热性外 ,还与拉伸性能、弯曲性能、折皱弹性、悬垂性、刚柔性、吸湿性、透气性等有关。因此 ,加强织物的结构研究是开发舒适性阻燃面料的有效途径。如西北纺织工学院研制的双层阻燃织物 ,就是利用织物结构的变化 ,外层采用强度大、耐磨性好、弹性好的阻燃涤纶 ,可以保证织物挺括不皱、外形美观、结实耐用 ,而内层选择吸湿性强、放湿快、柔软性好的棉为原料 ,并配以组织的变化 ,既能满足阻燃防护服的防护性能和服用性能 ,又能较好地满足其舒适性。
4．配套性研究。
对于阻燃防护服来说 ,在达到特定防护性能(阻燃、热防护) 的同时 ,还要有良好的舒适性 ,而大多数阻燃服很难在几方面同时达到很好的效果 ,因而通过着装层次选择 ,内外衣的协调配套 ,使各层服装在性能上有所侧重 ,取长补短 ,以满足防护服装的多种要求 ,从而较容易地解决这一问题。
5．加强合作开发。
随着科技的进步 ,要求人们在工作中有良好的协调能力 ,对于阻燃防护服来说同样需要合作 ,从阻燃舒适性纤维的研制 ,面料的开发 ,服装设计生产 ,以及测试工作的完成 ,是一个不可分割的连续过程 ,任何一个环节出现问题或不能很好的完成 ,都会影响产品的最终质量。例如:一件阻燃防护服面料的阻燃性舒适性好 ,但服装的结构设计不合理 这件服装就不能达到运动的舒适性 ,致使消防队员穿上后行动很不方便 ,结果降低了消防的效率 ,这样的阻燃服就不能称为是一件好的防护服。因此 ,各部门之间的协调合作、共同努力是很必要的。