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【原创】特种防护服研究现状

1月2日

特种防护服是指用于保护作业场所、产品或环境,免受人类带来的污染和危害的服装和用于保护作业人员免受伤害或危害,有着某种防护功能的服装。随着世界经济的持续发展以及科技的突飞猛进,新的劳动方式不断更新,各国政府对于安全生产与环境保护愈发重视,劳动者对于职业安全与自我保护也越来越重视,对防护用品的防护性能与服用性能要求也同步提高。

特种防护服的分类

特种防护服是针对作业者或者作业场所、环境、物品在职业场所中容易发生的某种危害因素而设置的具有一定防护功能的服装。其中“特种”包含两个层面的含义,一是其防护功能超出了普通工作服所要防护的物理机械损伤;二是指其防护功能具有专一性。通常某特种防护服只针对(或主要针对)某一种危害进行防护,面临不同的危害因素,需要有不同的特种防护服装。

根据特种防护服所处环境危险因素的不同,特种防护服可以分为热(冷)防护、阻燃防护、化学防护、生物防护、电防护、辐射防护、外力冲击防护、高可视度防护等,根据防护功能,主要分为阻燃服、酸碱类化学品防护服、防静电服、焊接防护服、防油服、防水服、带电作业屏蔽服、X射线防护服、微波辐射防护服、森林防火服等。


特种防护服技术研究现状

危害因素的多样性致使特种防护服的品种具有多样性,但仍有部分品种具有一定程度的通用性。例如阻燃防护服、阻隔生化毒物的隔离服、抗静电服、电磁屏蔽服等具有一定通用性的特种防护服装,我国已经拥有比较好的生产加工技术,某些产品也达到了国际领先或国际先进水平。

1、防弹服

随着全球政治经济气候波动和大国博弈加剧,地区冲突问题更趋复杂化,在战争或枪械冲突中,防弹服能有效的保护己方人员减少或者免受子弹或弹片的伤害。按照防弹服的使用对象,其可粗分为警用型和军用型;按照结构形式,其可分为防弹背心、防弹T恤及防弹夹克等;根据防弹服材料和其发展历程,其大致可分为硬式、软式、软硬复合体和液态 4 种类别。

目前,软式防弹服和软硬式防弹服已经得到大量推广与应用,但这两种结构的防弹服存在高性能防护与重量、舒适性之间的矛盾。进入21世纪后,材料界出现了液态性织物处理技术(Shear Thickening Fluid,STF),此技术通过将非蒸发性液体(乙二醇和聚乙二醇之类的剪切增稠液体)与高性能纤维材料有机结合,实现了对人体活动与碰撞保护的最佳结合。此材料在未受到撞击时,处于正常流动状态;当受到触发或碰撞,其纳米粒材料便变硬,可提供无法估量的防护作用。其平时柔软舒适,可以制造全套防弹服,保护使用对象的任何部位,在受到刀等利器或高速子弹、弹片冲击的瞬间会变得坚韧无比,且可迅速的分散子弹的冲击力,大大降低单位面积的压强。当冲击力消失之后,“剪切增稠液体”又恢复液体状态,防弹服也重新变软我国制造的“液体防弹服”。


普通防弹服与新型液体防弹服的对比示意图

2、热防护服

热防护服可对处于高温或超高温环境条件下的工作人员进行安全保护,从而避免各种火灾、爆炸、高温炉、电弧、熔融金属飞溅和焊弧等场所产生的热源对人体造成伤害。热防护服的防护原理是降低热转移速度,使外界的高热缓慢而少量转移至人体皮肤,其必须具备阻燃性、燃烧时无熔滴产生、遇热时能够保持服装的完整性和穿着舒适性等性能。生产热防护服的织物一般分为热辐射防护织物、热绝缘织物、阻燃织物和耐熔融抗金属溅射织物等 4 种。

热防护服

热防护服

以热防护服中的消防服为例,目前国际上的消防服通常采用多层面料结构,主要包括阻燃层、隔热层、防水透湿层和内衬。阻燃层通常采用芳纶、聚苯并咪唑(PBI)纤维、PBO等高性能纤维制成,因以PBI纤维为主要原料织造的织物与其他织物相比,具有更优良的防火性和耐用性,因此其正受到国内外市场的广泛关注;隔热层面料主要采用立体网眼针织物或非织造材料织造,如芳纶非织造布、预氧丝纤维毡等;防水透气层主要采用非织造布和阻燃纤维复合而成,其能够使穿着者身体与服装环境中的水汽通过,并能阻挡外在环境中液态水进入,同时起到挡风和减少热量渗入的作用;内衬,也被称为舒适层,一般采用阻燃棉或阻燃粘胶,具有舒适性和阻燃性。

3、电磁辐射防护服

电磁屏蔽织物是兼具轻质、柔性和强力的极佳屏蔽材料,且同时具有结构可控、编织灵活、轻柔耐洗等特点,成为军民用轻质柔性电磁屏蔽防护材料的首选,是国内外关注的重点屏蔽材料。除用于工业外,也具有良好的服用性能,可制备成电磁辐射防护服装,保护在超过电磁辐射暴露限值环境工作的劳动者,降低从业人员的职业风险。


电磁屏蔽织物的分类

保定三源纺织科技有限公司开发的特高压1000 kV带电作业用屏蔽防护服面层采用芳纶、阻燃粘胶、不锈钢纤维混纺,里料采用天然桑蚕丝。通过创新织物组织结构设计,形成各规格金属纤维的定量排列,组成多个串并联导流带,分散电流,提高面料的熔断电流和通流容量。各部位间无导流线,减轻了整套衣服的重量。采用整片裁剪和特殊的对应拼接工艺,保证衣服各部位连接良好。连体衣裤采用“风琴腰”结构设计,增加了灵活性,提高了穿着舒适性。


特高压1000 kV带电作业用屏蔽防护服

(来源:纺织导报)

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