探討消防員滅火防護(hù)服的研發(fā)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。介紹了國內(nèi)外消防員滅火防護(hù)服的發(fā)展現(xiàn)狀;對三個標(biāo)準(zhǔn)的整體熱防護(hù)性能、阻燃性能、耐熱性能和耐靜水壓性能進(jìn)行了對比和分析,包括美國的 NFPA1971:2018《Stangard on Protective Ensembles for Strucral Fire Fighting and Proximity Fire Fighting》、歐盟的 BS EN 469:2014《Protective Clothing for Firefightingters—Performance Requirements for Protective Clothing for Firefighting》和我國的 GA 10—2014《消防員滅火防護(hù)服》。對消防員滅火防護(hù)服的研發(fā)方向進(jìn)行了展望。認(rèn) 為:消防員滅火防護(hù)服應(yīng)進(jìn)一步提高熱防護(hù)性能,減少整體質(zhì)量,增加舒適性,引入多功能性及高科技智能技術(shù),實現(xiàn)綜合防護(hù)。
隨著時代的發(fā)展和科技的進(jìn)步,人類社會進(jìn)入了一個科技和經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的時代;伴隨而來的火災(zāi)情況也日益頻繁和復(fù)雜,對于在滅火過程中肩負(fù)著撲救火災(zāi)和保證人民生命財產(chǎn)安全的消防人員的生命威脅也愈來愈大。在惡劣而復(fù)雜的火災(zāi)現(xiàn)場,突發(fā)的危險情況隨時都有可能發(fā)生,威脅著消防人員的生命安全。消防員滅火防護(hù)服是消防人員在滅火救援中免受傷害的最主要和最有效的防護(hù)裝備[1]。面對復(fù)雜多變的火災(zāi)情況,作為消防人員最后一道安全防護(hù)——消防員滅火防護(hù)服,其作用至關(guān)重要。消防員滅火防護(hù)服的材料和款式以及服裝整體的防護(hù)性能,隨著時代的發(fā)展和產(chǎn)品加工工藝技術(shù)的革新而不斷改進(jìn)和提高。
1 國內(nèi)外消防員滅火防護(hù)服的發(fā)展現(xiàn)狀
1. 1 國外發(fā)展現(xiàn)狀
目前,國際上的消防員滅火防護(hù)服通常由多層面料結(jié)構(gòu)組成,由外及內(nèi)分別為外層、防水透氣層、隔熱層和內(nèi)襯[2]。外層面料主要由高性能纖維材料制成,包括芳綸 1414 纖維、芳綸 1313 纖 維、PBI 纖維、PBO 纖維等;以 PBI 纖維為主要原材料做成的面料受到國外市場的廣泛關(guān)注和歡迎,如 PBI Gold、PBI Matrix、PBI Max 等。采用PBI 纖維為主要材料做成的防護(hù)織物與其他熱防護(hù)織物相比,其防火性能好,經(jīng)久耐用;其中,PBIMax 為新款消防員滅火防護(hù)服的外層面料具有高度的舒適性和柔韌性,同時暴露于較高的熱和火焰下無收縮和破裂。防水透氣層主要作用不僅是使穿著者內(nèi)環(huán)境中排出的水汽通過,而且還能阻擋外在環(huán)境中液態(tài)水的進(jìn)入,同時起到擋風(fēng)和減少熱量滲入;一般采用非織造布和阻燃 PT?FE 的復(fù)合材料復(fù)合而成。隔熱層面料主要由立體網(wǎng)眼針織物或非織造材料制作;內(nèi)襯也稱作舒適層,具備穿著舒適性和阻燃性能,一般為芳綸纖維和阻燃粘膠纖維的混紡機(jī)織物。
1. 2 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀
我國對消防員滅火防護(hù)服的研究起步較晚,但經(jīng)過科研工作者多年的不斷探索,已經(jīng)在消防員滅火防護(hù)服的材料組合、新結(jié)構(gòu)、新工藝及后整理工藝上取得了較大的進(jìn)步。近年來,我國的消防員滅火防護(hù)服材料由后整理阻燃棉逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榉季],改善了消防員滅火防護(hù)服經(jīng)過多次洗滌后喪失阻燃防火性能,同時提高了面料的強(qiáng)力和耐磨性能。芳綸纖維的生產(chǎn)企業(yè)主要有美國杜邦公司、日本帝人公司和我國的煙臺泰和新材料公司等。
外層面料在結(jié)構(gòu)上采用雙層或者多層結(jié)構(gòu),增加織物熱防護(hù)性能的同時,提高了織物的撕破強(qiáng)力。除芳綸纖維以外,在其他高性能阻燃耐高溫纖維應(yīng)用上面也有突破和創(chuàng)新,其中陜西元豐紡織技術(shù)研究有限公司開發(fā)的外層面料是采用芳綸和聚酰亞胺混紡制成的雙層面料,面料的耐高溫防護(hù)性能和拉伸撕破強(qiáng)力均十分優(yōu)異。
防水透氣層主要是阻止外面的水汽進(jìn)入人體,同時將人體產(chǎn)生的汗液排出去,目前國內(nèi)采用阻燃非織造布和阻燃PTFE 膜復(fù)合組成。隔熱層主要是隔絕熱源,避免消防員受到外面高溫的傷害,多采用耐高溫阻燃纖維經(jīng)針刺工藝制成的針刺氈,常見的有芳綸針刺氈。蔡普寧等研制的芳綸 1414 縫編復(fù)合氈不僅具有優(yōu)異的力學(xué)性能,而且熱防護(hù)性能優(yōu)良,是一種理想的消防服隔熱層材料[3]
隔熱層在后整理工藝上采用氣凝膠涂層整理可增加織物的隔熱效果。氣凝膠是一種低密度、高孔隙率的納米多孔非晶態(tài)固體材料,也屬于一種非常好的隔熱材料。張興娟等提出了將二氧化硅氣凝膠用于消防員滅火防護(hù)服隔熱層材料的可行性,研究結(jié)果表明:其可以有效降低隔熱層的導(dǎo)熱性能,同時消防員滅火防護(hù)服的質(zhì)量和厚度可以降低70% 以上[4?5]。
舒適層主要是貼近人的身體,具有舒適性和阻燃性,一般采用芳綸纖維和阻燃粘膠纖維混紡制成的機(jī)織物。陜西元豐紡織技術(shù)研究有限公司在一般舒適層面料的基礎(chǔ)上,引入了本質(zhì)抗菌材料,通過充分發(fā)揮纖維之間的協(xié)同效應(yīng),開發(fā)了一款阻燃抗菌舒適型新產(chǎn)品;該面料不但具有很好的阻燃性能,還具有良好的抗菌性和穿著舒適性。
2 國內(nèi)外消防員滅火防護(hù)服標(biāo)準(zhǔn)對比
歐美等發(fā)達(dá)國家對消防員滅火防護(hù)服的研究較早,目前已制定并實施了一系列完善的消防員滅火防護(hù)服標(biāo)準(zhǔn)和測試方法。美國的標(biāo)準(zhǔn)為NFPA 1971:2018《Stangard on Protective Ensem?bles for Strucral Fire Fighting and Proximity FireFighting》(以下簡稱 NFPA 1971),歐盟的標(biāo)準(zhǔn)為BS EN 469:2014《Protective Clothing for Firefigh?tingters—Performance Requirements for Protec?tive Clothing for Firefighting》(以 下 簡 稱 BS EN469)。我國對消防員滅火防護(hù)服的研究起步較晚,在其開發(fā)、設(shè)計、生產(chǎn)和性能測試評價等方面尚未形成系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)和方法。隨著科技的進(jìn)步和加工技術(shù)的不斷提高,以及人們對消防人員在火災(zāi)救援中個人安全防護(hù)問題的重視程度的增強(qiáng),相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)在不斷更新和完善。目前,我國采用的消防員滅火防護(hù)服標(biāo)準(zhǔn)主要是 GA 10—2014《消防員滅火防護(hù)服》(以下簡稱 GA 10);該標(biāo)準(zhǔn)比較詳細(xì)地規(guī)定了消防員滅火防護(hù)服的阻燃性能、隔熱性能的評價指標(biāo),可較全面地反應(yīng)和評價消防員滅火防護(hù)服的綜合熱防護(hù)性能。