泰美達(dá)?材料在森林防火服中的應(yīng)用

文/楊文華 畢景中 宋怡寧

隨著社會(huì)整體安全意識(shí)的提高以及人性化的需求，森林防護(hù)服的要求也逐漸提高。泰美達(dá)?作為一種具有特殊分子結(jié)構(gòu)的材料，在阻燃、強(qiáng)力以及熱防護(hù)性能等方面表現(xiàn)突出，使得其在森林防火服中的應(yīng)用日趨普遍。本文通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，介紹泰美達(dá)?材料應(yīng)用于森林防火服中的優(yōu)異性能。

森林防火服是作業(yè)人員在進(jìn)行森林撲火時(shí)穿用的，在一定時(shí)間內(nèi)能阻止本身被點(diǎn)燃、有焰燃燒和陰燃，且有抗撕裂和刮破性能的防護(hù)服裝。森林火災(zāi)多發(fā)季節(jié)一般是春秋兩季（南方多在冬季），天氣干燥干冷，作業(yè)人員穿著較厚的保暖服裝，森林防火服裝是外衣。撲火人員在撲火過程中要機(jī)動(dòng)靈活，一般位于火的側(cè)面或后面撲火；如遇有較大火勢(shì)容易造成人員傷害時(shí)，則會(huì)放棄撲火。這些特性使得森林消防滅火服與城市消防人員穿著的滅火服有所不同。

目前，森林防火服的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)有GB/T 33536-2017《防護(hù)服裝森林防火服》，標(biāo)準(zhǔn)涉及的主要性能指標(biāo)包括阻燃性能、熱防護(hù)性能、熱穩(wěn)定性、斷裂強(qiáng)力、撕破強(qiáng)力、耐光色牢度、甲醛、pH 值、水洗尺寸變化率等方面。與GB 8965.1-2020《防護(hù)服裝 阻燃服》相比，由于應(yīng)用領(lǐng)域的特殊要求，森林防火服要更具優(yōu)異的熱防護(hù)性能與耐撕裂、耐磨、耐光色牢度等性能。

泰美達(dá)?是一種具有特殊分子結(jié)構(gòu)的材料，在空氣中難以燃燒，在持續(xù)火焰中形成特有碳化層，隔絕熱量傳遞；具有優(yōu)異的阻燃和耐高溫特性，屬于本質(zhì)阻燃材料，被廣泛應(yīng)用于安全防護(hù)、環(huán)保、軌道交通、航空航天等領(lǐng)域。本文主要介紹泰美達(dá)?在森林防火服中有關(guān)阻燃、強(qiáng)力以及熱防護(hù)性能等方面的應(yīng)用。

阻燃性能

傳統(tǒng)森林防火服多為純棉產(chǎn)品經(jīng)阻燃后整理而成，普遍存在面料厚重、手感粗硬、有異味等問題，且隨著洗滌次數(shù)增加，熱防護(hù)性能逐漸下降，在遭遇火焰高溫時(shí)，往往無法保證擁有良好的防護(hù)效果，甚至?xí)谟龌鹑紵龝r(shí)產(chǎn)生有毒氣體，進(jìn)一步傷害穿著者。

泰美達(dá)?不會(huì)隨著使用時(shí)間和洗滌次數(shù)增加而降低或喪失阻燃性能，在遇到火焰時(shí)能夠迅速炭化，在服裝上結(jié)成一層防護(hù)膜，能夠有效阻擋高溫，同時(shí)由于炭化不會(huì)產(chǎn)生熔融、滴落，所以泰美達(dá)?不會(huì)沾到皮膚上，給人體造成二次燙傷，因而可有效避免和降低高溫與火焰給人體造成的傷害。

依 據(jù)GB/T 33536-2017《 防護(hù)服裝 森林防火服》，阻燃性測(cè)試采 用GB/T 5455-2014《 紡 織 品 燃燒性能 垂直方向損毀長(zhǎng)度、陰燃和續(xù)燃時(shí)間的測(cè)定》方法，對(duì)洗滌50 次后的森林防火服面料進(jìn)行垂直燃燒測(cè)試。標(biāo)準(zhǔn)火源在面料垂直最下端點(diǎn)火12 s，移開點(diǎn)火源后，材料持續(xù)有焰燃燒的時(shí)間和面料持續(xù)無焰燃燒的時(shí)間均應(yīng)≤1 s，在規(guī)定方向上材料損毀部分的最大長(zhǎng)度≤50 mm，且不應(yīng)有熔融滴落。泰美達(dá)?森林防護(hù)服阻燃指標(biāo)均達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，經(jīng)國(guó)家CNAS 實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可的煙臺(tái)泰和新材料股份有限公司檢測(cè)中心檢測(cè)，數(shù)據(jù)舉例統(tǒng)計(jì)見表1。

強(qiáng)力性能

普通森林防火服在撲火作業(yè)過程中存在易刮裂、易撕破等弊病，常常是打一場(chǎng)火需換一次新服裝。泰美達(dá)?是一種柔性高分子，強(qiáng)力性能高于普通棉、滌綸、尼龍等，伸長(zhǎng)率較大，可紡性良好。

依據(jù)GB/T 33536-2017《防護(hù)服裝 森林防火服》，對(duì)洗滌50 次后的森林防火服的斷裂強(qiáng)力和撕破強(qiáng)力測(cè)試，分別采用GB/T 3923.1-2013《紡織品 織物拉伸性能 第1部分：斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)率的測(cè)定（條樣法）》和GB/T 3917.3-2009《紡織品 織物撕破性能第3 部分：梯形試樣撕破強(qiáng)力的測(cè)定》，經(jīng)國(guó)家CNAS 實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可的煙臺(tái)泰和新材料股份有限公司檢測(cè)中心檢測(cè)，數(shù)據(jù)見表2。

表1 泰美達(dá)?森林防火服阻燃性能說明

表2 泰美達(dá)?森林防火服強(qiáng)力性能說明

表3 泰美達(dá)?森林防火服洗滌250次后強(qiáng)力與耐磨性能說明

經(jīng)過試驗(yàn)可以看出，泰美達(dá)?除了具有優(yōu)良的耐高溫、阻燃特性外，其強(qiáng)力指標(biāo)也很突出，尤其是撕破強(qiáng)力更為優(yōu)異，提高森林防火服的性能。

眾所周知，隨著洗滌次數(shù)的增加，服裝會(huì)越來越不結(jié)實(shí)，主要表現(xiàn)在服裝面料的斷裂強(qiáng)力和撕破強(qiáng)力會(huì)呈下降趨勢(shì)，說明多次洗滌后服裝的物理機(jī)械性能存在一定的損傷，會(huì)進(jìn)一步降低服裝的防護(hù)性能。森林防火服的特殊應(yīng)用領(lǐng)域決定其需要經(jīng)常洗滌，標(biāo)準(zhǔn)中所要求的50次洗滌基本對(duì)應(yīng)服裝穿著1 ～2 年時(shí)間，本文中對(duì)泰美達(dá)?森林防火服進(jìn)行了250 次洗滌，對(duì)其進(jìn)行耐磨、強(qiáng)力性能測(cè)試，經(jīng)國(guó)家CNAS實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可的煙臺(tái)泰和新材料股份有限公司檢測(cè)中心檢測(cè)，相關(guān)檢測(cè)結(jié)果見表3。

泰美達(dá)?森林防火服優(yōu)良的強(qiáng)力性能、耐磨性能，使其即使經(jīng)過250 次洗滌后，仍具有優(yōu)異的力學(xué)性能，保證森林防火服的防護(hù)性能仍滿足國(guó)標(biāo)GB/T 33536-2017 標(biāo)準(zhǔn)要求。

普通防火服在高溫環(huán)境下容易破損，洗滌后防護(hù)性能降低，導(dǎo)致更換頻率較高。表中數(shù)據(jù)表明，泰美達(dá)?森林防火服不僅強(qiáng)力高，破損率低，且有效避免因使用時(shí)間和洗滌次數(shù)造成的防護(hù)性能降低和頻繁更換，不僅可以長(zhǎng)期有效使用，還能分?jǐn)偝杀荆詢r(jià)比更高。

熱防護(hù)性能

為了能夠從整體上科學(xué)評(píng)價(jià)森林防火服的熱防護(hù)效果，本文采用了國(guó)際先進(jìn)的燃燒假人試驗(yàn)裝置，通過假人模型上分布的若干個(gè)熱傳感器，測(cè)量和計(jì)算透過被測(cè)服裝傳到假人表面各部位的熱流量和溫度值，再根據(jù)燒傷模型估算出人體可能遭受Ⅱ度燒傷和Ⅲ度燒傷的部位及面積，來評(píng)價(jià)服裝對(duì)人體的熱防護(hù)效果。燒傷面積百分比越大、等級(jí)越深，產(chǎn)生的燒傷程度越重，患者存活率越低。本文對(duì)普通森林防火服和泰美達(dá)?森林防火服開展了同等條件下的假人轟燃試驗(yàn)，相關(guān)測(cè)試結(jié)果見圖1 和圖2。

通過數(shù)據(jù)可以看出，普通森林防火服的總燒傷面積并不大，只有28.7%，但由于其III 度燒傷面積達(dá)到11%，且集中于身體軀干部位，屬于重度燒傷；泰美達(dá)?森林防火服總燒傷面積20.6%，III 度燒傷面積為零，屬于輕度燒傷。

圖1 普通森林防火服燃燒假人測(cè)試燒傷面積

圖2 泰美達(dá)?森林防火服燃燒假人測(cè)試燒傷面積

結(jié)語

隨著社會(huì)整體安全意識(shí)的提高以及人性化的需求，森林防護(hù)服的要求也逐漸提高。GB/T 33536-2017《防護(hù)服裝 森林防火服》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，是森林防火個(gè)人安全防護(hù)裝備更新的一場(chǎng)革命，更是對(duì)森林防火人員人身價(jià)值保護(hù)和尊重的具體體現(xiàn)。

泰美達(dá)?森林防火服在性能指標(biāo)上超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要求，經(jīng)過近幾年的市場(chǎng)驗(yàn)證，服裝產(chǎn)品性能穩(wěn)定、防護(hù)效果明顯，獲得了市場(chǎng)的普遍認(rèn)可，使得該產(chǎn)品逐漸成為森林防火服中應(yīng)用日趨普遍的阻燃耐高溫防護(hù)產(chǎn)品。