检验与测试技术 Ｃｈｉｎ’’ａ。’Ｐ’ｅ ’。ｒ。ｓ。。ｏ。。。。ｎ。。。ａ。’。。ｌ。 Ｐ。。。ｒ。。。。ｏ。。ｔ。。ｅ。。ｃ。。。ｔ。。ｉ。ｖ。。 。。ｅ。。。Ｅ。。。。ｑ。。。ｕ。。。。ｉ。ｐ。。。。ｍ。。。。。。ｅ。ｎ——ｔ 芳纶在阻燃防护服中的应用及检测 张生辉 （陕西省纺织科学研究所 西安７１ ００３８） 【摘要】 本文介绍了间位芳纶和对位芳纶的性能，并对利用其性能制作的阻燃防护服进行了检测。 检测 【关键词】 芳纶 阻燃防护Ａｒａｍｉｄ Ｆｌａｍｅ－－－Ｒｅｔａｒｄａｎｔ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ Ｃｌｏｔｈｉｎｇ ａｎｄ Ｔｅｓｔｉｎｇ Ｚｈａｎｇ Ｓｈｅｎｇｈｕｉ （Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｅｘｔｉｌｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ ｏｆ Ｓｈａａｎｘｉ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｘｉ’ａｎ，７１ ００３８） 【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ｂｅｔｗｅｅｎ ａｒａｍｉｄ ｆｉｂｅｒ ａｎｄ ａｒａｍｉｄ ｍａｔｃｈｕｐｓ ｗｅｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ．Ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｕｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｆｌａｍｅ ｒｅｔａｒｄａｎｔ ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ ｃｌｏｔｈｉｎｇ ｗｅｒｅ ｔｅｓｔｅｄ． 【Ｋｅｙｗｏｒｄｓ】ａｒａｍｉｄ ｆｉｂｅｒ；ｆｌａｍｅ ｒｅｔａｒｄａｎｔ ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ；ｔｅｓｔｉｎｇ ＿、贰言 间位芳纶即聚问苯二甲酰间苯二胺纤维，分子 世界各地每年都有成千上万因衣着不当而导致 链排列呈锯齿状．中国称为芳纶１３１３纤维，如图 的烧伤事故．而最严重的烧伤往往是由于所穿的衣 １所示。物着火造成的 服装燃烧而造成的皮肤烧伤程度常 常比直接裸露在外的皮肤烧伤程度更为严重。为 此．很多发达国家制定了严格的法规．确保在接近 火源的工作中．包括家庭中，必须使用阻燃织物， 以免人们遭受火灾的危害 芳纶作为一种性能优异 的防火纤维．逐渐成为目前阻燃防护服中广泛应用 图１间位芳纶 间位芳纶的极限氧指数（ＬＯＩ）大于２９，在火 焰中不会发生熔滴现象，离开火焰会自熄。在 的高性能纤维材料．并得到快速发展。 芳纶全称芳香族聚酰胺纤维，是一种高强度、 ４００％的高温下．纤维发生碳化．成为一种隔热层， 高模量、低密度和耐磨性好的耐高温阻燃纤维，技 能阻挡外部热量传人内部，起到有效的保护作用。Ｃ下持续使用１．０００ ｈ后，其强度保持率 术含量、附加值高，力学、化学稳定性和机械性能 它在２６０ｑ优异．不但可以单独用作各种结构材料和功能材 为原来的６５％～７０％ 问位芳纶纤维介电常数很低，固有的介电强 料．而且还可与其他材料复合使用 ２簧纶鳋维的茔要品种 。 ｜ 度使其在高温、低温、高湿条件下均能保持优良 芳纶主要有间位芳纶和对位芳纶．间位芳纶主 的电绝缘体．用其制备的绝缘纸耐击穿电压可达 要有美国杜邦的Ｎｏｍｅｘ、日本帝人的Ｃｏｎｅｘ、中国 到１００ ｋＶ．是全球公认的最佳绝缘材料。泰和新材的Ｎｅｗｓｔａｒ Ｍａｔａ—ａｒａｍｉｄ等：对位芳纶主要 泰和新材的Ｎｅｗｓｔａｒ Ｐａｔａ—ａｒａｍｉｄ等纤维 对位芳纶即聚对苯二甲酰对苯二胺纤维，分子 有杜邦的Ｋｅｖｌａｒ、帝人的Ｔｅｃｈｎｏｒａ和Ｔｗａｒｏｎ、中国 链排列呈直线状．中国称为芳纶１４１４纤维，如图 ２所示 ２０１４年第１期中国个体防护装备３７ 露 Ｃ检验与测试技术 ｈｉｎａ Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ＋酋 一 Ｏ一 高的强力和耐磨牢度：与导电纤维混纺．可获得良 好的防静电性能 Ｎｏｍｅｘ ＤｅｈａＴ是由７５％Ｎｏｍｅｘ纤 维、２３％Ｋｅｖｌａｒ纤维和２％碳纤维组成的混合物 烟台泰和新材料股份有限公司最新开发出一种 泰美达ⅢＴ面料．公司利用其在问位芳纶、对位芳 芳纶１４１４外观呈金黄色．貌似闪亮的金属丝 纶中的生产技术优势．新近开发了全球独有的芳纶 线。纤维内部大分子沿纵向取向．取向度很高．生 成了大约１００％的次晶结构。具有极强的链间结合 力，强度可达２８ ｇ／Ｄ以上，是优质钢材的５－６倍； 弹性模量达５４０ ｇ／Ｄ．是钢材或玻璃纤维的２～３倍 不但可以耐酸碱．对橡胶亦有良好的粘着力 芳纶１４１４的连续使用温度范围极宽．在～１９６～ ２０４￣（２范围内可长期正常运行。在１５０￣Ｃ下的收缩率 为０，在５００￣Ｃ的高温下不分解不熔化．耐热性比 芳纶１３１３更好．且具有良好的绝缘性能和抗腐蚀 性能，生命周期很长．因此赢得“合成钢丝”的美 誉。芳纶１３１３和１４１４的物理性能对比见表１。 表１ 芳纶１３１３和１４１４的物理性能 纤维 密度 最大拉伸 断裂 初始 抗剪 降解 品种 （ｇ・ｃｍ。） （强度 延伸率 模量 温度 ｃＮ・ｔｅｘ ） ｆ％） （Ｎ・ｔｅｘ。） 切片 （℃） 芳纶 １．３８ ４４－５３ １５－３０ ６．１７～ 好 ３７１ １３１３ １２＿３５ 芳纶 １４１４ １．４４ ２１０～２７０ ２．５－４．０ ４２－８８ 优秀 ５００ ３ 簧纶峙晶瓶 其霞 ｌ 芳纶纤维具有很好的阻燃性能．目前是开发阻 燃防护服的主要原料．我国现在已经开发的有特警 战训服面料、消防服面料、消防抢险服面料、森警 防护服面料、石油和钢铁防护服面料 所采用的面 料有纯间位芳纶．即加入少量的对位芳纶以及导电 纤维，其中具有代表性的是Ｎｏｍｅｘ ＩＵ Ａ、Ｎ０ｍｅｘ ＤｅｈａＴ以及最新开发的国产泰美达ⅢＴ等面料 ＮｏｍｅｘｍＡ是由美国杜邦公司开发的一种面料． 也是最早应用于阻燃防护服装的面料．由９３％ Ｎｏｍｅｘ纤维、５％Ｋｅｖｌａｒ纤维和２％Ｐ一１４０导电纤维 组成的混合织物 该织物具有三种纤维的优异性 能，在国内有相似的芳纶ⅢＡ产品．与Ｋｅｖｌａｒ纤维 混纺，使织物具有良好阻燃性能的同时．可获得较 ３８ ２０１４年第１期中国个体防护装备 基导电纤维．并将这三种产品按照特定比例混纺做 成了芳纶特种防护面料，即泰美达ⅢＴ面料 该面 料断裂强力、撕破强力高。阴燃时间、续燃时间可 低达０ｓ．能够更好的为穿着者提供安全防护保障 由于该面料性能指标在国内外同类产品中有杰出的 性能．使得该产品正逐渐成为阻燃防护服中应用广 泛的阻燃耐高温防护面料之一 国家消防装备质量 监督检验中心进行了测试比对，结果见表２。 表２阻燃性能测试 ＮｏｍｅｘＤＩＡ面料 烟台泰美达ⅢＴ面料 氧指数（％） ２６．１ ３９．５ 经向 纬向 经向 纬向 续燃时间（Ｓ） ０ ０ ０ Ｉ Ｏ 阴燃时间（Ｓ） ７ ７ ０ Ｏ 损毁长度（ｃｍ） ５１ ５４ ３８ ３６ 除了以上产品外．还有芳纶１３１３／阻燃腈氯纶／ 导电纤维、芳纶１３１３／阻燃粘胶／导电纤维、芳纶 １３１３／阻燃腈氯纶／芳纶１４１４／导电纤维等阻燃防护服 面料的开发及应用 据不完全统计．全球使用芳纶材料的灭火防护 服目前可占到７Ｏ％．并有继续增长的趋势 我国最 新特警战训服面料标准的制定．消防防护服、消防 抢险服以及森警防护服标准的修订．进一步提高了 国内阻燃防护服的防护性能．从外层面料、防水透 气层到隔热层以及舒适层．问位芳纶和对位芳纶材 料都得到了广泛应用．大大提高了我国阻燃防护装 备水平。 随着我国经济实力的增强．人民生活水平的提 高．社会整体安全意识的提高以及人性化的需求， 个体防护服的要求也逐渐提高 一方面．芳纶纤维 可以使阻燃防护服在具有更可靠的热防护性同时． 还拥有轻便、舒适以及美观等功能；另一方面，国 检验与测试技术 Ｃ。。。。ｈ 。ｉ’ｎ 。ａ 。。’Ｐｅ’ｒｓ ‘ｏ 。。。ｎ。。ａ。。 ｌ。。。。Ｐ。。。。ｒ。。ｏ。。。ｔ。。。ｅ。。。ｃ。ｔ。。ｉ。。ｖ。。。ｅ。。。。。。Ｅ。。。ｑ。。。。ｕ。。。ｉ。。ｐ。。ｍ。。。。。ｅ。。。ｎ——ｔ 内芳纶生产企业相关先进技术的突破．生产规模的 饰用）；阻燃织物Ｂ２级（装饰用，耐水洗２０次）； 迅速壮大．成本的降低．将进一步促进其应用．从而 阻燃织物Ｂ２级（汽车内饰用）：阻燃织物Ｂ２级 使芳纶材料在该领域防护服中的应用前景更为广阔 （阻燃防护服用，耐水洗１２次）。 ４ 酶殇护黾殴钮搬 ｜ ｌ｜ ｌ ４．２ ＧＢ ８９６５．１—２００９《防护服装阻燃防护第１部 美国是世界上易燃织物技术法规体系最健全的 分：阻燃服》 国家．我国纺织品燃烧性能技术法规研究和建立起 ４．２．１适用范围 步较晚，但近些年发展速度较快，制定、实施了不 该标准适用于服用者从事有明火、散发火花、 少国家标准和行业标准．具有法规地位的强制性标 在熔融金属附近操作和有易燃物质并有发火危险的 准在不断颁布 场所穿用的阻燃服 不适用于消防救援中穿用的阻 ４．１ ＧＢ／＿ｒ １７５９１—２００６《阻燃织物》 燃防护服 ４．１．１适用范围 ４．２．２阻燃性能要求 该标准适用于装饰用、交通工具内饰用、阻燃 面料阻燃性分为Ａ、Ｂ、Ｃ ３个等级。阻燃性能 防护服用的机织物 项目和指标见表４ 缝纫线的阻燃性能为按规定试 ４．１．２燃烧性能要求 验时．不出现熔融和烧焦现象。 该标准要求阻燃织物的燃烧性能应符合表３要求 ４．２．３试验方法 ４．１．３标志 阻燃性能试验方法按ＧＢ／Ｔ ５４５５执行：热防护 标准对标志的要求有：每个包装单元的使用说 系数测定按附录Ａ执行。缝纫线的阻燃性试验按以 明还应包括燃烧性能等级，如阻燃织物Ｂ１级（装 下方法进行：高温烘箱加温至２６０￣Ｃ稳定后，将 表３ ＧＢ，１－１７５９１—２００６的燃烧性能要求 考核指标 产品类别 项目 试验方法 Ｂ１级 Ｂ２级 损毁长度（ｍｍ）≤ １５０ ２００ 装饰类织物 续燃时间（Ｓ）≤ ５ １５ ＧＢ，Ｉ＇５４５５ 阴燃时间ｆｓ）≤ ５ １５ 损毁长度（ｍｍ）≤ １５０ ２００ 飞机、饰用 轮船内 续燃时间（Ｓ）≤ ５ １５ ＧＢ／Ｔ ５４５５ 燃烧滴落物 未引燃脱脂棉 未引燃脱脂棉 交通 工具 汽车内饰用 火焰蔓延速率ｆｍｍ／ｍｉｎ）≤ ０ １００ ０ｌ０２８ 内饰 损毁面积（ｃｍ ）≤ ３０ ４５ 用织 物 损毁长度（ｍｍ）≤ ２０ ２０ ＧＢ，Ｉ’１４６４５—１９９３ Ａ法 火车内饰物 续燃时间（Ｓ）≤ ３ ３ 阴燃时间（Ｓ）≤ ５ ５ 接焰次数（次）＞ ３ ＧＢ厂Ｉ’１４６４５—１９９３ Ｂ法 损毁长度（ｍｌ／１）≤ １５０ 阻燃防护服用织物ｆ洗 续燃时间ｆＳ）≤ ５ 涤前和洗涤后） ＧＢ／Ｔ ５４５５ 阴燃时间（Ｓ）≤ ５ 熔融、滴落 无 ２０１４年第１期中国个体防护装备３９ 检验与测试技术 Ｃｈｉｎａ Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ １Ｏ０ ｍ阻燃缝纫线放人烘箱５ ｒａｉｎ后取出。 表４ ＧＢ ８９６５．１—２００９的阻燃性能项目和指标 测试项目 防护 指标 洗涤 等级 次数 热防护系数 Ａ级 皮肤与服装间接接触皮肤直接接触：≥１２６ ５０ ：≥２５０ （ｋＷＴＰＰ ・ ） Ｂ级 Ｃ级 Ａ级 ≤２ 续燃时间（ｓ） Ｂ级 ≤２ ５０ Ｃ级 ≤５ １２ Ａ级 ≤２ ５０ 阴燃时问（Ｓ） Ｂ级 ≤２ Ｃ级 ≤５ １２ Ａ级 ≤５０ 损毁长度 （Ｂ级 ≤１０Ｏ ５０ ｍｍ） Ｃ级 ≤１５０ １２ 熔融、滴落 Ａ、Ｂ、Ｃ 不允许 ４．２．４标识 产品标志应符合ＧＢ ５２９６．４有关规定．每套 （件、条）服装应有认证许可标识及信息、产品执 行标准、合格证、生产企业名称、厂址、产品名 称、规格号型、材料组分、洗涤方法和检验章，每 件产品应附有产品使用说明书 ４．３ ＧＢ ８９６５．２—２００９《防护服装阻燃防护第２部 分焊接服》 ４．３．１适用范围 该标准适用于焊接及相关作业场所．可能遭受 熔融金属飞溅及其热伤害的作业人员用防护服 ４．３．２阻燃性能要求 防护服面料的阻燃性能应符合表５的要求 ４．３．３试验方法 面料阻燃性能的检测按ＧＢ／Ｔ ５４５５执行：抗熔 融金属冲击性能的检测按ＧＢ／Ｔ １７５９９执行：热防 护性能检测按ＧＢ ８９６５．１执行 ４－３．４标志 每套焊接防护服上应有永久性标识．包括安全 标志标识、合格证，合格证中的内容应有产品名 称、产品类别、防护级别、生产日期、有效期、制 ４０ ２０１４年第１期中国个体防护装备 造厂名、厂址等 防护服标志除满足上述要求外， 还应符合ＧＢ／Ｔ ２００９７《防护服一般要求》的规定 特警战训服面料、消防服面料、消防抢险服面料、 森警防护服面料等标准都在制定或征求意见过 程中．在这些标准中都规定使用芳纶纤维 我国对 纺织品的阻燃要求有明确标准．虽然主要针对公共 场所内使用的织物、交通工具内饰物、防护服提出 的．但如能真正贯彻执行．将对减少火灾损失产生 积极作用 表５ ＧＢ ８９６５．２—２００９的阻燃性能要求 性能参数ｆ洗涤 焊接服防护等级 ５Ｏ次后） Ａ Ｂ Ｃ 燃烧不能蔓延至试样的顶部或两侧边缘 燃烧特征 试样不能熔穿形成孔洞 燃 阻 试样不能产生有焰燃烧或熔融碎片 性 续燃时间ｆＳ） ≤２ ≤４ ≤５ 能 阴燃时间（ｓ、 ≤２ ≤４ ≤５ 损毁长度（ｍｍ） ≤５０ ≤１００ ≤１５０ 抗熔融金属冲击 经１５滴金属熔滴冲击后．试样升温不超 性能 过４０Ｋ 热防护系数 服装与皮肤直接接触．≥１２６ （ｋＷ・ｓ／ｍ ） 皮肤与服装间接接触．ｉ＞２５０ ５缀语 目前芳纶阻燃防护服的推广使用还存在着许多 不利因素．如使用单位的经济效益问题、产品质量 问题、价格问题、强制性法规的执行等问题。但随 着科学技术的进步．芳纶阻燃防护服本身质量的提 高．芳纶纤维国产化的深入，成本的降低，人们安 全意识和自我保护意识的提高以及相关法规的出台， 具有良好的阻燃性能和舒适性能的芳纶防护服将被 相关行业广泛接受．对它的研究也会越来越深入。 我们的未来不是梦．随着社会的发展和进步，各种火 灾、自然灾害也不断攀升，我们相信这些防护装备今 后将不断完善．更好地为人类抗御各类灾害服务。 参考文献 ［１］ＧＢ／Ｔ １７５９１—２００６，阻燃织物［Ｓ］． ［２］ＧＢ ８９６５．１—２００９，防护服装阻燃防护第１部分：阻燃服［ｓ］ ［３］ＧＢ ８９６５．２—２００９，防护服装阻燃防护第２部分焊接服［ｓ］．
