阻燃材料在軍用服裝上的應用
士兵無論是在訓練或是在戰場上,暴露在室外環境的時間都比較長,普通人、室外工作者及士 兵室外活動時間比例為3:8:20。因此不同于人們日常的服裝,軍服在抵御外界環境的能力方 面要求較高,同時應具備某些特殊功能,以適應訓 練和戰場上的需要。軍服的根本作用是適應戰爭 的特定場合,在作戰中發揮優勢,在硝煙炮火的沖 鋒中,軍服必須具備一定的防火阻燃功能。目前, 發達國家軍隊不但為裝甲兵、陸軍航空兵等有作 戰平臺承載的戰士配備了阻燃作戰服,美軍步兵 甚至美國警察也都使用阻燃防護服裝。阻燃服裝在我國的武裝力量裝備中尚屬于少數,除火箭 軍作戰服、戰斗機飛行服、武警戰訓服、航母甲板 識別服和救援服等部分群體人員外,大多數的士 兵穿著的為普通作訓服,并不具備阻燃功能。因 此,阻燃作訓服已經成為亟需研發的重要軍用紡 織纖維制品。
阻燃面料主要通過兩種方式制得,一種是采 用普通纖維制成面料,再經阻燃后整理工藝制得。另一種是采用本質阻燃纖維通過紡織、染整等工 藝制成阻燃面料。
普通紡織纖維及其織物均屬于可燃或易燃的高分子材料。通過后整理工藝將阻燃劑整理到織 物上,從而可將普通織物制成阻燃面料。另一種 是在人造纖維紡絲加工的過程中通過接枝共聚、 嵌段共聚或共混添加各種阻燃劑(包括磷系、硅 系、鹵系、硼系、氮系阻燃劑及復配物),實現纖維 的阻燃性。前者所制得的阻燃面料可染色性 能優異,為阻燃迷彩面料的染色帶來便利,并且價 格較低,但普遍存在強力低,特別是撕破強力偏 低,手感發硬,阻燃效果不耐洗滌等問題。后者如 果在設計阻燃劑配方過程中形成多元素協同效 應,便可顯著提高其阻燃性能,但是改性阻燃纖維 是以普通的人造纖維為基礎材料,耐溫性和強度 都較差,并且燃燒時伴隨煙霧且有毒,例如腈氯綸 纖維、阻燃粘膠纖維。改性阻燃滌綸、阻燃錦綸等 熱塑性纖維在遇熱時存在熔融滴落等問題,帶來 皮膚燙傷威脅。
本質阻燃纖維本身具有優異的阻燃和耐高溫 性能,如間位芳綸、聚酰亞胺纖維、芳砜綸、聚芳酯 纖維、聚芳噁二唑纖維、聚醚醚酮纖維、聚酰胺灢酰 亞胺纖維、聚對苯撐苯并雙噁唑纖維等。但是,有 的品種國內尚未能工業化生產,有的品種價格極 高,不適合應用于紡織品。間位芳綸、芳砜綸和聚 芳噁二唑纖維目前在我國已實現了工業化生產,并 且價格在普遍接受范圍。但是,本質阻燃纖維遇紫 外光容易變色并且強力下降,且手感偏硬、不易染 色、舒適性差,價格比改性阻燃纖維高出一倍。適用性最廣的“93-5-2配方”,即間位芳綸占 93%、對位芳綸占5%及有機導電纖維占2%,占 比5%的對位芳綸1414在燃燒過程中主要起到 穩定織物結構的作用,但是對位芳綸1414的加入 使得織物整體的強度降低。歐洲國家普遍采用聚 酰胺灢酰亞胺纖維/蘭精阻燃粘膠纖維50/50混紡 配比制得的阻燃面料,聚酰胺-酰亞胺纖維的價格 與芳綸1313相當甚至更貴,且聚酰胺-酰亞胺纖 維不可染色,因此采用纖維原液著色的方法進行生產。美軍曾采用阻燃粘膠/對位芳綸/錦綸60/ 25/15的混配比例制造阻燃作戰服面料,由于芳 綸1414的斷裂伸長較小,織物易出現破裂的情 況。武警特種戰訓服和救援服自2012年以來, 采用國產的芳綸、高強阻燃維綸和聚芳噁二唑纖 維等阻燃纖維混配研制的阻燃面料,指標符合國 標 GB8965.1—2009之 A 級水平?,F已成功應 用于武警特戰服和救援服、原濟南軍區赴蘇丹救 援部隊以及企業的阻燃工作服。
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