阻燃材料在军用服装上的应用
士兵无论是在训练或是在战场上,暴露在室外环境的时间都比较长,普通人、室外工作者及士 兵室外活动时间比例为3：8：20。因此不同于人们日常的服装,军服在抵御外界环境的能力方 面要求较高,同时应具备某些特殊功能,以适应训 练和战场上的需要。军服的根本作用是适应战争 的特定场合,在作战中发挥优势,在硝烟炮火的冲 锋中,军服必须具备一定的防火阻燃功能。目前, 发达国家军队不但为装甲兵、陆军航空兵等有作 战平台承载的战士配备了阻燃作战服,美军步兵 甚至美国警察也都使用阻燃防护服装。阻燃服装在我国的武装力量装备中尚属于少数,除火箭 军作战服、战斗机飞行服、武警战训服、航母甲板 识别服和救援服等部分群体人员外,大多数的士 兵穿着的为普通作训服,并不具备阻燃功能。因 此,阻燃作训服已经成为亟需研发的重要军用纺 织纤维制品。
阻燃面料主要通过两种方式制得,一种是采 用普通纤维制成面料,再经阻燃后整理工艺制得。另一种是采用本质阻燃纤维通过纺织、染整等工 艺制成阻燃面料。
普通纺织纤维及其织物均属于可燃或易燃的高分子材料。通过后整理工艺将阻燃剂整理到织 物上,从而可将普通织物制成阻燃面料。另一种 是在人造纤维纺丝加工的过程中通过接枝共聚、 嵌段共聚或共混添加各种阻燃剂(包括磷系、硅 系、卤系、硼系、氮系阻燃剂及复配物),实现纤维 的阻燃性。前者所制得的阻燃面料可染色性 能优异,为阻燃迷彩面料的染色带来便利,并且价 格较低,但普遍存在强力低,特别是撕破强力偏 低,手感发硬,阻燃效果不耐洗涤等问题。后者如 果在设计阻燃剂配方过程中形成多元素协同效 应,便可显著提高其阻燃性能,但是改性阻燃纤维 是以普通的人造纤维为基础材料,耐温性和强度 都较差,并且燃烧时伴随烟雾且有毒,例如腈氯纶 纤维、阻燃粘胶纤维。改性阻燃涤纶、阻燃锦纶等 热塑性纤维在遇热时存在熔融滴落等问题,带来 皮肤烫伤威胁。
本质阻燃纤维本身具有优异的阻燃和耐高温 性能,如间位芳纶、聚酰亚胺纤维、芳砜纶、聚芳酯 纤维、聚芳噁二唑纤维、聚醚醚酮纤维、聚酰胺灢酰 亚胺纤维、聚对苯撑苯并双噁唑纤维等。但是,有 的品种国内尚未能工业化生产,有的品种价格极 高,不适合应用于纺织品。间位芳纶、芳砜纶和聚 芳噁二唑纤维目前在我国已实现了工业化生产,并 且价格在普遍接受范围。但是,本质阻燃纤维遇紫 外光容易变色并且强力下降,且手感偏硬、不易染 色、舒适性差,价格比改性阻燃纤维高出一倍。适用性最广的“93-5-2配方”,即间位芳纶占 93%、对位芳纶占5%及有机导电纤维占2%,占 比5%的对位芳纶1414在燃烧过程中主要起到 稳定织物结构的作用,但是对位芳纶1414的加入 使得织物整体的强度降低。欧洲国家普遍采用聚 酰胺灢酰亚胺纤维/兰精阻燃粘胶纤维50/50混纺 配比制得的阻燃面料,聚酰胺-酰亚胺纤维的价格 与芳纶1313相当甚至更贵,且聚酰胺-酰亚胺纤 维不可染色,因此采用纤维原液着色的方法进行生产。美军曾采用阻燃粘胶/对位芳纶/锦纶60/ 25/15的混配比例制造阻燃作战服面料,由于芳 纶1414的断裂伸长较小,织物易出现破裂的情 况。武警特种战训服和救援服自2012年以来, 采用国产的芳纶、高强阻燃维纶和聚芳噁二唑纤 维等阻燃纤维混配研制的阻燃面料,指标符合国 标 GB8965.1—2009之 A 级水平。现已成功应 用于武警特战服和救援服、原济南军区赴苏丹救 援部队以及企业的阻燃工作服。
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