摘要：本文简述了国内外阻燃防护纺织品的现状和要求、高性能多功能阻燃纤维的发展和使用领域、主要阻燃整理防护面料的主要品种、基本工艺、产品性能、用途；讨论了阻燃防护服的国标及相关国际标准，比较了国标及美标的各项指标的区别，提出了不同

标准和采用的检测仪器。

    关键词：防护服  阻燃  纺织品  功能性  标准  检测仪器

1前言

    “关爱生命”越来越被人们重视，现代工业技术的发展，企业道德准则的提高以及相

关法律法规的推动，随着人们安全意识的增强，阻燃防护服日渐深入人心，成为现代工业

不可缺少的一部分。个人防护服和阻燃服标准方面有较好进展。阻燃防护服，焊接防护服

己建立了国标，电弧防护服有行业标，同时也制定了一系列与阻燃防护服相关的测试标准。国家也成立了一些产品检测和认证中心，提供相关标准的测试服务，为保证阻燃服在实际

使用中有可靠的阻燃性能，目前美标已要求阻燃服具有100次高温工业洗涤的耐久性。

    纺织品除进行正常阻燃整理外可以根据终端用户的需求，选用最适合的纤维和纤维混

合，通过纱线、纺织、染色和整理等多项工艺，提供适合工人的优化产品，特别是新型纤维如：间位芳纶和对位芳纶研发生产，大大拓宽了阻燃纺织品的使用领域。目前发展各类

阻燃面料产品系列和永久性阻燃整理的产品系列，已成为工业防护用品的主要需求之一。

2 阻燃纺织品现状与发展

2.1 化学阻燃整理纤维

织物进行阻燃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。

    按阻燃剂的化合物类型分类包括无机阻燃剂，其不仅可以起到阻燃作用，而且可以起到填充作用。有机阻燃剂分为磷系和卤系两个系列。前者在用受到很大限制。卤系阻燃剂主

要包括氯和溴两大类。如氨熏法（普鲁苯）在国内许多厂已成功使用。普鲁苯( Proban) 法处理后的织物手感柔软、强力损失小，基本上保持了织物的舒适性和耐用性。适合于做各类防护服、床上用品、装饰用品以及儿童阻燃睡衣等，是目前耐久棉织物阻燃整理的重要方法。经整理的纯棉阻燃织物，阻燃效果优异，达到国际GB-8965-98（阻燃防护服）要求，同时也达到了欧盟“EN470、EN470-1、EN533、EN531、BS5852”等标准。在国内已有部分染企业生产的阻燃面料通过欧共体、美国、英国阻燃面料一级品检测，它低毒环保对人体安全可靠，透气、透湿、手感柔软穿着舒适，目前已被世界各国接受。

2.2 本质阻燃

阻燃纤维的制造主要有涂层法、共混法、共聚法和接枝改性法以及皮芯复合纺丝法。依靠材料本身化学结构形成的阻燃和隔热性能。其阻燃和隔热性能并非通过添加其他化学助剂而获得，不会随穿着时间和洗涤次数的增加而下降。如芳纶、阻燃氰氯纶、阻燃粘胶等等。芳纶为本质阻燃、纤维强力高、卤素含量低、服用性能好，阻燃效果好、在阻燃服装领域应用广泛。芳香族聚酰胺纤维，以其轻质、阻燃、耐温、高强、绝缘、抗辐射、高强度、高弹性模量等优异特性等已成为具有世界领先水平的阻燃材料，可广泛应用于军工、能源、交通、化工、电子、建筑等行业的安全防护．

    本质阻燃纤维芳纶的全称“芳香族聚胺纤纶”。分子链排列呈锯齿状的间位芳纶纤维，

我国称之为芳纶1313；分子链排列呈直线状的对位芳纶纤维，我国称之为芳纶1414。20 世纪60年代初，美国杜邦公司率先开发出间位芳纶，并于1967年实现了工业化生产，商品名为Nomex 。相继日本帝人公司于70年代开发出间位芳纶，并实现工业化生产，商品名为Conex 。我国烟台泰和新材料股份有限公司于2004年成功实现了间位芳纶工业化生产，打破了国外产品的长期垄断，商品名为泰美达 。

    2.2.1 泰美达间位芳纶主要性能特点：

    ① 热稳定性：泰美达间位芳纶最重要的特性就是长久的热稳定性。可在204℃高温下长期连续使用，在240℃以下1000小时，机械强度仍保持原来的65%，而且尺寸稳定性极佳，在250℃左右的热手速率仅为1%，短时间暴露于300 ℃高温中也不会收缩、脆化、软化或者熔融，在370℃以下才开始分解碳化。

    ② 阻燃性：泰美达 芳间位纶的极限氧指数LOI值为28%-32%，属永久阻燃纤维，具有自熄性，高温燃烧表面碳化，不在空气中自燃，也不助燃，不产生熔滴，具有良好的防护性。

    ③ 电绝缘性：泰美达 间位芳纶的介电常数很低，固有的介电强度使其具有优良的电绝缘性，以其为原材料的绝缘性，耐击穿电压可达20KV/mm，在高温、低温、高温条件下均能保持良好的电气性能。

    ④ 化学稳定性：泰美达 间位芳纶是由酰胺桥键连接芳基所构成的线型大分子，其晶体中，氢键在两个平面内排列成三维结构，这种强劲的氢键作用使得其化学结构异常稳定，可耐大多高浓无机酸及其它化学品腐蚀。

⑤ 耐辐射性：泰美达间位芳纶耐β、α、X射线的性能十分优异，被50KV的X射线辐射100小时，强度可保持73%，而此时的涤纶和锦纶早已变成了粉末。

    2.2.2 泰普龙对位芳纶

    对位芳纶是对位芳香族聚酰胺纤维的简称，是指“由聚酰胺键连接的由对位芳香基组成的线型大分子构成的”合成纤维，其中有85%以上的酰胺键直接与两个芳基连接。烟台

泰和新材料股份有限公司已投入生产，商品名称是泰普龙⑧对位芳纶。

    对位芳纶的主要性能特点如下：

    ① 力学性能对位芳纶最突出的力学性能就是高强度和高模量。以泰普龙 为例，其强度可达28g/D以上，比强度为钢丝的5-6倍，比模量是钢丝或者玻纤的2-3倍。韧性是钢丝的2倍，而重量仅为钢丝的1/5左右。

    ② 热性能对位芳纶另一个突出性能就是耐高温性能好。起连续使用温度范围极宽，在-196℃-204℃可长期使用。对位芳纶具有很高的玻璃化转变温度和热分解温度，分别为270 ℃以上和430℃以上，最高分别达到360℃和600℃．对位芳纶的热收缩率很小，在150℃下收缩率为零；对位芳纶在高温下还具有很高的强度保持率，如在160℃下经历500h，仍能保持原强度的95%;在200℃下经历100h，仍能保持原强度的75%;在260℃温度下仍可保持原强度的65%。

    ③ 阻燃性对位芳纶具有很高的燃烧温度和LOI(极限氧指数)值，在空气中极难燃烧，离开火焰后自动熄灭，在500～600℃的高温也难以点燃，是很好的阻燃材料。

    ④ 蠕变性能芳纶由于其高度结晶性和单项性，所以蠕变性很低，其蠕变与应力大小和温度高低有关，在20℃～150℃之间，若应力低于抗拉强度的50%，芳纶的蠕变率不会因应力大小和温度高低而有所变化，应力若高于抗拉强度的70%，蠕变率将会加速升高。3  阻燃纤维生产的原理、工艺流程

3.1 本质阻燃纤维

本身具有阻燃功能如芳纶纤维；通过共聚法和接枝法及皮芯复合纺丝法形成，如阻燃氰氯纶、阻燃粘胶纤维等；泰普龙⑩有色纤维是泰和新材料股份有限公司生产的具有自主知识产权的阻燃原液纤维。以上本质阻燃纤维无需阻燃整理过程，是今后防护服装服发展的重点。

3.2 阻燃整理纤维面料

根据现有的研究结果，可以把阻燃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、凝聚相阻燃等。通常认为，磷系阻燃剂的阻燃机理主要是凝聚相阻燃。它是在聚合物热氧化裂解阶段起作用，而不是其后的燃烧反应中起作用，因此与阻燃聚合物的结构有密切关系。

    磷系阻燃剂受热分解出磷酸，促使含氧的聚合物脱水碳化，减少可燃性气体的生成，形成结构致密不易燃烧的焦炭层。另外，磷酸进一步脱水聚合生成聚磷酸，呈玻璃状熔体，覆盖在燃烧物的表面，阻止氧气的接近及挥发性裂解产物的释放，起保护层作用。磷系阻燃剂在涤纶受热时分解出的磷酸还可促使酯键断裂降解，溶滴而脱离火源。

    3.2.1  四羟甲基氯化磷尿素预缩体用氨熏法阻燃的原理及工艺过程分析：普鲁苯( Proban)法用氨固法代替热固法，改变了通过纤维分子与羟基交联剂形成网状结构的传统整理工艺。浸轧液主要成分为四羟甲基氯化磷与尿素的初缩体，经浸轧深入到棉纤维的非结晶区和间隙中，烘燥后用氨熏处理，使在棉纤维内部形成网状结构的阻燃聚合体，最后为了提高聚合体的稳定性，用H202将三价磷氧化成五价磷，成为阻燃产品。

    上述反应过程中四羟甲基氯化磷(THPC)可与尿素的反应成为四羟甲基氯化磷尿素预缩体，由于氨熏过程中NH3与THPC/尿素预缩体中的羟甲基发生交联，而并没有与纤维素发生化学结合，因此手感柔软，强力降低很少，基本上保持了棉的舒适耐用性能。且因为阻燃聚合体存在于原纤的间隙中，耐洗性大幅度提高，能够耐200次水洗。但是许多染料的耐光和色光会受到影响。为了避免这个缺点，有时在普鲁苯( Proban)法整理后再进行染色或印花。

    3.2.2 棉织物普鲁苯阻燃整理工艺：（本公司现行工艺）

    浸轧阻燃整理液（室温）→预烘( 80～110℃)→氨熏→氧化水洗→烘干(90～110℃)→拉幅→预缩→成品。

3.2.3 环保型阻燃剂

例如东华大学纺织化学工程系开发设计的P-T膨胀性阻燃剂，该阻燃剂无甲醛、无卤，热和水解稳定性好，熔点高，吸湿性低。应用该阻燃剂的高速列车座椅专用纺织面料的阻燃性、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。

4 标准讨论与测试仪器．

4.1 国标GB8965-2009

4.1.1 阻燃防护服按照新国标GB8965-2009分为A、B、C三个级别，提出了更高的要求：

GB8965-2009《防护服装阻燃防护》标准

    4.2 NFPA（美国国家防火协会）2112标准

    4.2.1 该标准是美国杜邦使用的是TPP热防护性能仪产品。TPP热防护性能仪是评价面料（材料）的热防护功能的重要技术指标，是耐热服装主要的性能测试方法，它将材料的热防护性与人体的感受联系起来，能较为客观的预测防护服装在应用中的实际效果，已被列为通用测试标准方法。热防护性能( TPP Thermal Protective Performance)，是指透过织物引起人体二度烧伤的热能值，单位为千瓦秒每平方米( kW•s/m)。热防护性能的值越高，织物的热防护性能越强。

    TPP热防护性能仪符合标准：（兼容）

    GB 8965.1-2009《防护服装阻燃防护第1部分：阻燃服》；

    GA10-2002《消防员灭火防护服》；

    GA634-2006《消防员隔热防护服》；

    NFPA 1971《Standard on Protective Ensemble for Structural Fire Fighting》；

    IS0 17492《Technical Corrigendum l-2004耐热和火焰的防护服暴露于火焰和辐射热的热力传输的测定；

    美国的阻燃防护服的行业测试标准主要包括NFPA(美国国家防火协会)2112，NFPA70E 和各种ASTM（美国测试与材料标准协会）美标。而其中NFPA2112的标准是美国国家法规引用的阻燃服产品标准。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℃水温的工业洗涤100次仍保持稳定的阻燃性能。因此能满足NFPA 2112标准的也通常被称为“永久性”的阻燃服。

    4.2.2 国产的替代仪器：RFH-1型热防护性能测试仪（由陕西省纺织研究所生产）本仪器适用于国际GB 8965-2009，《防护服装阻燃防护》测试方法的要求，可以用于测定阻燃面料的热防护性能；本仪器适用于纺织服装、石油化工、劳动安全防护以及质量监督检验等行业和机构对防护服热性能测试的不同要求。达到美国杜邦公司同类仪器的要求。

    适用标准：GB8965-2009、NFPA2112、IS017492、ASTM F2703。

5 结论

    5.1 系阻燃剂的氯类整理的织物如普鲁本阻燃整理工艺生产的防护面料可以达到国标、美标及相关国际标准。多数产品可达国标GB8965-2009的B级，部分产品可达A 级，耐洗可达100次以上。

    5.2 国内的泰美达^@间位芳纶和泰普龙^@对位芳纶已规模化生产，完全可以满足各类高档阻燃防护服的需求。

5.3 产RFH-1型热防护性能测试仪器可以满足美国杜邦使用的TPP热防护性能仪的要求、满足NFPA（美国国家防火协会）2112标准的测试要求、

参考文献：

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