阻燃消防防护服的现状与发展趋势

阻燃消防防护服的现状与发展趋势

浙江省武警消防总队温州支队平阳大队

摘要:消防防护服是保护消防员在消防前线活动时人身安全的重要设备之一,是消防救援不可或缺的必备品。随着科技的发展,新型阻燃纺织材料的开发及产业化的推进,阻燃纺织品的应用已突破国防军事领域,扩展到工业、农业、交通运输及家居生活等诸多领域。特别是在消防领域,阻燃纺织品的应用能有效抑制火灾的扩散,确保救援人员的安全,减轻火灾对生命、财产及环境造成的危害。

关键词:消防:防护服:现状:发展趋势

阻燃防护服是指服装在直接接触火焰和热物体时能有效防止火势蔓延的用于防护的服装。在火焰下能够碳化,从而成为保护人身安全和健康的隔离层。由于衣着不当导致的烧伤事故层出不穷,由衣服燃烧对人体造成的伤害比火焰本身造成的伤害更为严重。这是因为燃烧的服装直接接触皮肤,更容易造成直接伤害。消防员在火灾救援中,必须穿着具有阻燃隔热性能的防护服,以最大程度的降低火灾对其的灼伤,而性能优良的防护服也能给消防员带来信心和勇气,更好的对国家和人民的生命财产进行保护。

一、国内外消防服的类型及性能特点

(1)消防战斗服

早期作战服的阻燃材料是在纤维中添加化学阻燃添加剂或使用阻燃织物。它的阻燃性能是暂时的,可以通过洗涤减少直至消失。它具有差的耐磨性,抗静电性和耐化学性,并且其热保护性能也差。火灾现场的高温气体、产生的浓烟以及煤焦油等物质都会极大程度的危害到消防员的身体。早在20世纪90年代中期,公安消防局根据现场的实际情况,研制出了专门用于消防的“97式消防服”,以满足消防现场的使用要求。该服装采用了一种名为“美它斯”的新型阻燃材料;其防水目的是通过在布基上涂覆聚四氟乙烯实现的;隔热效果通过使用耐热毯实现;舒适层由普通棉和粘性活性炭组成。科学合理的材料结构赋予了新型战斗服独特的优势,更适合用来保护消防员。

(2)消防隔热服

消防隔热服是消防员在高温区或附近进行灭火时穿的防护服。它通常由复合铝箔、防火布和舒适层多层复合制成。它能够抵抗900℃的辐射温度,并具有重量轻、柔软和防水的优异性能。

(3)消防避火服

消防员灭火服专为消防员短时间穿过火区并进入火焰区进行灭火和救援行动而设计。该避火服通常有多层具有不同功能的面料构成,即:防水层、防火层、阻燃保温层等。避火服需要能够承受火灾现场1000℃的火焰温度以及1300℃之高的辐射温度,同时,避火服还应该能够抵抗火焰燃烧、抵抗热辐射的等性能。

(4)消防指挥服

当消防指挥官指挥消防时,消防指挥服是具有一定保护功能的服装。适用于公安消防队和企业专职消防队的指挥员。

(5)消防防化服

消防化学防护服是专门为消防员进入化学危险品或腐蚀性物质的火灾或事故现场而设计的一种防护设备。该服装主要由三层构成:阻燃防化层、防火绝缘层和舒适层,除此之外,防护服还配备了紧急呼叫和通信等多种功能。

二、新型防护服应具备的性能要求和技术标准

我国消防员配备的消防服的性能也在随着时代的发展不断提高,其性能指标主要包括以下几个方面:

(1)外层具有永久阻燃防火性能

与火和热直接接触的是防护服的最外层。它也是与产品性能相关的最关键层。目前,有两种方法可以达到此效果:通过添加化学添加剂来处理阻燃外层织物或者对织物进行阻燃处理,通常采用的处理手段有粘附沉积、化学键合、非极性范德华力结合等多种形式,该手段的目的是将阻燃剂固定在织物表面,以达到阻燃的目的。还可以通过提高成纤聚合物热稳定性的手段来实现阻燃效果,因为聚合物的热稳定性决定了其裂解温度,该手段能增加纤维的碳化程度,使其难以燃烧,同时抑制可燃气体的产生。

阻燃剂是一种可以阻止高分子材料燃烧的物质。阻燃剂的应用能降低防护服在火灾中燃烧的可能性,从而减缓甚至阻止火势的蔓延。阻燃改性后的材料在离开火焰后,能够快速自我熄灭,不再阴燃。

阻燃剂根据反应机理的不同,可以分为反应型和添加剂型,有机阻燃剂和无机阻燃剂。最常用的阻燃剂有硼、铝、氮、磷、锑、氯和溴及其化合物等。

(2)良好的防水透气性能

通常情况下,火灾现场首先选用的灭火剂是水,而且是大量的水。如果消防服不能防水,必然会给消防员带来很多困扰。特别是在冬季,消防员在火焰附近,浑身湿透的情况下,十分容易被火焰蒸发的热蒸汽灼伤。除此之外,湿透的消防服会变得十分沉重,加大了消防员的体力消耗,同时降低了衣服的柔韧度和舒适性,给消防员造成了极大的不便,所以,消防服必备的基本性能之一是防水。消防服的透气性也尤其重要,由于消防现场的工作强度十分大,加之火灾现场的温度高,消防员都是汗流浃背的在工作,此时消防服的透气性就显得尤为重要,否则消防员会产生闷热和窒息的感觉,大大降低消防员的作战能力。目前,最常用的解决方法是采用复合微孔四氟乙烯膜的阻燃。该材料自身具有耐高温的特点,该材料的耐静压水及透气的能力受到微孔孔径的影响,只要保持微孔孔径在一定范围内,就能保证其在防水的同时允许汗蒸气的排除。中国的消防服和抗非典防护服是使用该种材料制成的代表。

(3)良好的隔热性能

据实际测量,在火灾现场,温度达到60℃-1100℃之间,并且辐射热值为1.5Kw/m2-200Kw/m2。由此可见,在救火现场工作人员穿着的防护服必须就有良好的隔热性能,该防护服既能隔离直接燃烧产生的热量,也能隔离辐射产生的热量。为了达到这一使用要求,一层薄薄的阻燃外层是很难满足的,而增加阻燃外层的厚度则会相应的提高服装成本。综合考虑,新型的防护服大多采用永久性阻燃短纤维制成,该纤维不仅具有优良的性能,可能被加工成薄毡状无纺布。该材料作为消防服的隔热材料,具有突出的优势。

(4)防静电性能

在石化和其他工业等特殊工作场所,静电有极大的可能性会导致火灾的发生。在此易燃易爆的工作环境下,为了提高工作人员服装的安全系数,可以通过对服装添加抗静电纤维来实现,抗静电纤维不仅能抗静电,还能提高服装的舒适性和耐磨性。抗静电纤维的工作原理都是一致的,例如杜邦公司的静电消除碳纤维,该碳纤维能够将服装上的电荷吸引到自身,并在碳芯上产生相反的电荷,如果感应电荷累计到一定程度,它则通过电离周围的空气分子来对其中和,从而消除了防护服和碳芯纤维上的静电。由于具体穿着的适用性,防护服不仅具有较好的防护作用,还应该具有重量轻、易于穿脱、结构宽松、不受跑、跳、爬等的限制的性能,特别是在穿着人员的膝盖、肘部、裆部、胸部、肩部等的易受伤部要有一定强度,以满足工作过程中受力的使用要求。

三、阻燃防护服的发展趋势

纺织品阻燃性能的标准,随着科技的发展也有了更高更全面的发展,其标准的发展主要倾向于以下三个方面:国际化和系列化、性能要求的全面性和多样性,以及标准数量和类型的增加。中国对阻燃纺织品的性能性能检测方法也逐渐国际化,甚至有些标准是根据国际标准制定或者照搬过来的。在发展产品标准中,我国的消防部门走在前端,消防员的一般防护服的性能测试方法,以及消防人员使用的防化服、避火服和隔热服等已经形成了一整套系统的行业标准。

防护服除了对阻燃方面有一定要求外,对其他方面的性能也有一定的要求,例如适用性方面,作为一件衣服而言,服装面料需要满足强度、透气性、挺廓性、缩水率、颜色和毒性等多方面的性能要求。除此之外,根据具体使用环境的特殊性,还应该具有相应的防护性,以满足使用要求,例如,消防服就应该在原来的使用要求基础上,增加抗辐射和防水的性能;而石化和煤矿企业使用的防护服则应增加防静电的功能。

在中国,有众多家企业都从事阻燃面料和相关产品的研发、生产业务。每年都有数千万米的阻燃面料和数百万件阻燃服装被投向市场,市场覆盖冶金、石油化工、林业、消防、电力、建筑、运输和煤炭等行业。早在1997年,中国就制定了对阻燃产品的三种测试方法以及两种产品标准。随着标准制度的订立,产品的研发和生产都有章可循,质量也得到了保证,这促进了阻燃纺织品的飞速发展。

结论

消防服是随着时代的变化而发展的。消防员总是第一时间投身到火灾现场,那么谁来保护这些救援人员的人身安全呢?消防员的安危是完成救援任务的前提,科技的进步给消防服带来了巨大的改变,耐高温消防服的性能不断提高,为消防员的安全提供了有力保障,从而保护了国家和人民的生命和财产安全,成为重要的保护伞。

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