常见劳动防护服装中新材料的应用

常见劳动防护服装中新材料的应用

张国栋

内蒙古自治区特种设备检验院内蒙古呼和浩特010031

摘要：本文对现代常见的劳动防护服装的设计原则,以及防护服装不同种类内新材料的使用情况进行了综述,并对未来防护服的发展方向及应用材料情况进行了分析。

关键字：劳动防护服；新材料；应用

导言

随着经济发展和技术水平的提高,服装的功能已从单纯御寒蔽体向舒适、美观、多功能化的方向发展。对大多数职业人员尤其是从事特殊工种的人员,比如石油、电子、化工、医护、军工、炸药生产、体育等从业人员,功能性服装尤其重要。

1劳动防护服装的设计原则

美国学者R.F.Goldman在功能服装设计研制过程中提出了“4F’,原则:即Fashion(时尚性);Fit(适合性);Feel(舒适性);Function(功能性)。一般来讲,防护服总的设计原则为:安全、适用、美观、大方。即不管采用什么款式。都应适应作业时肢体的活动.便于穿脱,在作业中不易引起勾、挂、绞、碾现象。其颜色应与作业场所背景色有区别,不影响各种色、光、信号的正确判断。有安全标志时。标志颜色应保持醒目、牢固。

2各种劳动防护服装中新材料的使用情况

2.1阻燃和热防护服

阻燃防护服是指在接触火焰或炽热物体后,能防止本身被点燃或可减缓并终止燃烧的防。其本身不会被点燃或可减缓并终止燃烧,适用于在明火、散发火花或熔融金属附近操作,以及在有易燃、易爆物质,并有发火危险的地方工作时穿用。常采用耐洗阻燃织物,如经阻燃剂整理过的纯棉布、化纤混纺布或用耐高温、阻燃纤维制成的织物。如PBI、Nomex、KERMEL、芳砜纶等。PBI〔聚-2,2-(间苯撑)-5,5ˊ-双苯并咪唑〕,是一种耐高温、耐化学腐蚀的纤维。最初用于美国NASA开发的降落伞制动装置和阻燃的宇航防护服,近十年来应用日趋广泛。PBI纤维具有高度的绝缘性及良好的耐热性,以及较好的热稳定性和较低的热收缩性。PBI高温无烟低毒,极限氧指数LOI高达48。Nomex(诺梅克斯)纤维学名聚间苯二甲酰间苯二胺(国内称芳纶1313),是美国杜邦公司的专利产品,Nomex为其商品名。由于Nomex纤维具有优异的耐高温性和阻燃性、极限氧指数(LOI)为28,良好的尺寸稳定性、能耐许多化学品的腐蚀,它有很强的耐碳氢化合物和有机溶剂的特性,较好的机械性能、手感柔软、可纺性好等特性,已经成为目前应用最广泛的耐高温纤维。新型KERMEL芳香族聚酰胺氩胺纤维是法国KERMEL公司经过多年的研究和开发而获得的最新成果。具有良好的长期耐高温的能力,是制造抗高温阻燃防护服的理想材料,广泛用于消防战斗服、抗暴警察服及高度危险的各行业从业人员的防护服装。芳砜纶是上海市纺织科学研究院和上海市合成纤维研究所共同研究和生产的一种高性能合成纤维,属于芳香族聚酰胺类耐高温材料。芳砜纶属于对位芳纶系列,学名为聚苯砜对苯二甲酰胺纤维,具有优良的耐热性、热稳定性、高温尺寸稳定性、阻燃性、电绝缘性及抗辐射性,同时具有良好的物理机械性能、化学稳定性和染色性。比Nomex具有更优异的耐热性、热稳定性与抗热氧化性能。

2.2抗静电防护服

抗静电防护服是指为了防止衣服的静电积聚,以防静电织物为面料而缝制的工作服。它还包括无尘服和电磁波屏蔽服等。适用于在易产生静电的场所工作人员穿用,以防火灾和爆炸危险。电子、航空、航天、石油、煤矿等行业的劳保服装及纺织用品,必须具备良好的消除静电的功能。国内抗静电织物在生产工艺上采用在纤维内部添加导电物质或抗静电剂,或在纺织时加入导电纤维或超细金属丝等以获得抗静电效果。在织物内镶嵌导电金属长丝的办法工艺较简单,但是利用这种工艺生产的防静电织物,往往由于金属长丝在织物表面显露不均匀且不易染色,因此它严重地影响着织物染色和后整理效果。比较而言,纺纱过程中按一定比例混入金属短纤维,能够使其与普通纤维充分均匀混合,达到成色一致。

2.3防化服

防化服又称防毒服、防毒衣,是用于防止化学毒剂、生物战剂、放射性灰尘等通过皮肤引起伤害的个人防护器材的简称。它通常分为隔绝式和透气式两类。隔绝式的防毒衣,用于在严重受污染区内执行专业保障的人员使用,主要防护有毒气体和蒸汽。透气式的防毒服,除具备生物化学防护性能之外,一般还具有防火阻燃、防水透气、散热等功能。纯涤、涤棉或涤粘织物经氟化物整理后,可以用于防农药危害。采用微胶囊技术和以聚烯烃、聚酯等惰性聚合物为原料的微孔中空纤维制成的解毒型防毒织物,以及以TYVEK(特卫强)织物为材料的防护服等,减少了人体在处理化学品时受到的伤害。

2.4防水服

防水服包括劳动防护雨衣、下水作业防护裤等。主要用于保护涉及淋水作业的工作人员等。目前能作为防水服面料的材料种类很多,大体可分为不透湿型和透湿型两种。传统的防水服多用防水橡胶涂层织物制成,由于不透气,服用舒适性较差。而最新研制开发的防水服包括超薄型橡胶涂覆织物、防水透湿涂覆织物等克服了这一缺点。湿法PU涂层、Gore-Tex织物、不同沸点的溶剂干法PU涂层及PrrFE(聚四氟乙烯树脂)层压复合织物等,都是目前应用广泛的防水透湿织物。

2.5防辐射类工作服

防辐射类工作服分为x射线等粒子辐射防护服和微波辐射防护服。前者主要利用铅、钡等金属的防护作用来进行有效防护。对于微波的防护。则主要采用在腈纶表面形成硫化铜离子与腈纶大分子上的腈基络合形成螫合物的方法。另外,国内也有用稀土金属参加络合,形成稳定的腈纶纤维硫化亚铜稀土络合物同时,镍等金属涂层织物也被用于微波防护材料。

3未来劳动防护服中使用材料的趋势

3.1纤维材料的功能性、高科技性增强,并向差别化方向发展。

目前保暖材料中已经使用了中空纤维;在阻燃和热防护领域中,使用Nomex纤维的耐高温阻燃防护服、Kermel纤维防护服、PBI纤维防护服都已推向市场;超细纤维、“形状记忆”材料、远红外陶瓷纤维和高强纤维等的应用,使功能服装的防护能力将得到显著提高。今后,各种具有新原理和高性能的新材料将不断出现。

3.2多功能化和复合化、系统化。

现在,防护服发展已趋向于集多种防护功能于一体。如阻燃与防静电兼容,防化与透湿兼备等。通过高技术纤维的应用,把复合、涂层等特种加工工艺结合起来。以PTFE织物为代表的复合层压技术得到推广。从纤维到织物加工、从服装材料的研制到特种功能服装产品的开发结合,都将改变和提高防护产品的特性。

3.3舒适健康化

随着高科技的发展,防护服装除了能满足防护目的外,更会向更舒适,更有利于人体健康的方向发展。如何减轻服装的负荷,调节衣内微气候,进行抗菌加工等问题越来越受人们的关注。

3.4应用领域不断扩大

除了传统的阻燃、抗静电等领域,在其他方面,如防臭材料、光逆反射标志材料等新品种将会陆续出现。防护服将会大量用于公共事业系统、医疗卫生部门、建筑行业、农业以及各种制造业。在军用防护服装领域里,防弹服是近年来发展的重点,核辐射防护服已应用于特种部队和核装置操作人员的防护,空军配备飞行服,海军配备救生服。防化兵配备防毒服。同时。严酷环境用防护服、伪装防护服等也得到了很大发展。另外,新工艺和新发明必将大量涌现,使功能防护服装的应用领域得以不断扩大。

结束语

从未来的发展趋势来看,劳动防护服的发展必将带动更多高科技、高防护性能服装材料的出现。因此,对防护服中使用的新材料的研究将会变得更有价值。

参考文献

[1]李俊,管文静,韦鸿发“功能防护服装的性能评价及其应用与发展”中国个体防护装备2005(6).

[2]王怀青“防护服”中国个体防护装备2005(1).

[3]南燕,张建春,汪坚“防水拒油、阻燃、防化服研究开发综述”中国劳动防护用品2000(3).