一种新型消防员防护服材料在火场救援中的应用

摘要：在消防和救援行动中，消防员经常暴露于高温，烟雾和其他环境危害中。PPS面料可以满足消防服制作的行业标准。根据消防员化学防护服的标准要求，在本次研究中，我们还对PPS织物表面进行了涂层处理，以达到耐化学渗透性制作外层防火服的要求。尽管织物密度影响经纱和纬纱撕裂性能，但在该设计中，由于织物密度有限，密度影响较小。另外，已经发现，降低纬度和经度之间的密度差异将会导致在纬度方向上更高的撕裂强度值。同时，在本次研究中，我们还进一步探讨了消防和实际救援工作中各种多级枕头耐压防护装置的可能性，从而为消防员在消防救援作业中的安全提供了相对安全的人身防护。

关键词：防护服;材料;火场救援

由于建筑物建筑材料的燃烧性能、建筑构件的耐火极限、建筑结构的耐火等级各不相同，导致建筑物在着火后因构件破坏、结构失稳造成坍塌事故在时间上无法确定，严重威胁到在着火建筑中进行人员搜救和灭火战斗的消防官兵的生命安全。如果我们可以设计和开发出个人防护设备，那么，当建筑物倒塌时该设备就能够抵抗并消除重物对人体的影响，从而保证作业人员的人身安全。烧伤伤害的发生在现实生活中表现的十分的普遍。虽然中国消防员的防护服已经多次改善，但消防防护服标准的发展仍在继续且与消防设备的国际标准还存在十分明显的距离。这就急需开发轻质，同时具备良好的隔热和阻燃性能的消防服，以节省消防员在消防活动中的体力，提高服装舒适度，减少或防止消防员在灭火作业中面临的人身安全风险。

在许多消防员的防火服中，作战服是最常用的防护服。战斗服和消防员使用的是来自消防员战士的主观评价，并分析了目前在中国使用的消防服以及其中还存在的技术设计缺陷。阻燃物质的研究是基于损伤的长度和现有的，并且还分析了单个因素对损伤长度的影响。同时还讨论了多种因素对消防服制作材料选择的影响。急救人员需要特定的消防服，以防止事故现场的环境威胁消防员人体健康。如果消防员在日常灭火作业过程中没有特殊的装备进行保护，那么后果是不可想象的。设计和建造国产灭火器织物可以充分发挥聚丙烯在消防行业的热性能作用，并可以弥补中国高性能专业防火服在这方面的空白。

一、纱线的选择及织物的设计织造

目前在中国使用的消防服分为六类：消防避火服、防火衣、消防隔热服、防火防化服、战斗服和指挥服。这些防护服是为应对各种人类灾害而开发的，用途不一通过编织单根纱线和细绳获得股线，并且由股线制成的织物的强度远大于具有相同线密度的单根纱线的强度。这是由于经合并与再次加捻使得股线的条干不匀、强度不匀和捻度不匀有所下降，从而提高了纱线中纤维的强度利用程度。化学防护服是消防人员在火灾或事故现场进入化学毒物和危险物品及腐蚀性物质时必须穿戴的个人防护装备，以进行消防和及时的救援行动，并可防止有毒和有害化学物质直接损害人体皮肤。当纱线被捻成纱线时，纤维在纱线轴向上的突出长度较短，导致塌陷的形成。捻缩过大不仅直接影响纱线的线密度和捻度值，而且对后续小样织造造成严重影响。

由于大分子链上的强吸电子硫醇基团，苯环的双键共轭物使得分子结构在耐热性，热稳定性，高温下的尺寸稳定性方面跟高。实验室设备的热源由六根直径为20毫米的U形碳棒组成，其两端嵌入耐火砖中，并由钢结构壳支撑。它垂直排列。虽然它在高温，高湿和高频条件下具有高绝缘性，低介电损耗和优异的耐电弧性，但它可以通过改性复合材料生产抗静电复合材料和产品。经过研究测试，FY型单纱在捻缩过大的情况下，其捻缩率便会超过55%，如图1所示，严重影响纱线织造，排除作为优选纱线。而FY型股线与FO型股线均不存在捻缩现象。

在不同场合使用不同类型的纺织品时，有许多方法可以撕裂。实验中，当预热隔热屏上的热流计读书达到设定值时，抽出预热隔热屏，使实验样品突然暴露在一定的辐射强度下。为了进一步分析聚苯硫醚的性能，在试验设计过程中，结合现有的试验条件，对聚苯硫醚织物样品进行编织，并通过对试验过程中遇到的问题的分析和总结。结果得出纱线不仅影响织物外观的特性，还影响织物的编织性能。习惯上把5mm及以上的毛羽称为临界长度或有害长度，有害长度越多，对织造等后续工序危害越大，越需要上漿处理。在水解后含有大量水的网必须干燥，这样一方面可以从丝织网中除去水分，另一方面在高温范围内加热水刺无纺布。

二、织物性能测试与分析

上衣、下裤主体部分分气层：面层、防压层和与身体的接触层。防护服表面层由耐火，耐高温和抗穿刺材料制成。多级气囊垫防压防护服分为两层：织物和衬里。布是铝箔复合阻燃布，背衬是天然纤维布。另外，带螺纹的袖带连接到内衬，使得水通过内衬和外层之间的间隙简单地穿过袖带，并且臂被不舒服地抬起并且衣身的下摆被拉动。就短纤维的结构而言。织物，除了高强度外，还需要厚度的均匀性。由于反复试验，已经解决了一系列技术问题。织物张力是织物中纱线投影面积占整个织物面积的比例，表明织物的紧密度。因此，要达到织物表面的强度和密度，以满足标准的防护服要求，尽量选择较小的尺寸规格，同时还需考虑增加每单位面积织物的交织数量。纤维试验的性能主要包括纤维断裂伸长率和水分回收率，试验温度为30℃，湿度为55%，湿度调节15小时。测试结果如下表1与图2所示。

消防服内部的热传递过程是一个复杂的非线性动力学变化过程，消防服内部热湿传递机理是进行消防服研究的基础，也是几十年来科技工作者研究的热点问题。与纤维染色相比，纱线染色避免了纤维在染料中相互摩擦纠缠，减少了纤维机械性能的降低。手背是一个半圆形的环绕式气囊，手掌没有固定，气囊放在背部的顶部，底部由坚硬的防刺穿材料制成。鞋垫采用金属防刺穿衬里。背部，防护服上衣和裤子分别设计，以解决人体高度对设计尺寸的负面影响。手臂的频繁抬起是消防员在手术过程中不可避免的动作之一。当手臂抬起时，人体的皮肤和身体后部附近的皮肤将会向上扩展。减轻重量可以增加消防员防护服的舒适度，并有助于改善消防员的消防和救援工作中的作业压力。

灭火防护服外层面料的设计并不局限于本课题所使用的FY型双股纱线，由于生产工艺的不断改进，纺纱工艺、织造工艺的改良以及混纺型纱线的探索开发，相应的织物设计方案也会随之变化。织物的基本机械性能，特别是拉伸，撕裂，断裂和其他织物性能的测试。拉伸，撕裂和织物分解性能直接影响织物的耐久性。在实验过程中，燃烧器一起向中间假人喷火，表面辐射强度可达80kWm-2。防护服的表面直接与火焰接触，通过假人人体表面的热流计测定表面接收到的辐射热量及温度。基于当前呼气阀添加两个呼气阀，考虑到在遇险后在高压气瓶中使用防护服人员之后的氧气供应问题。鞋垫采用金属防穿刺内衬，以满足防撞，抗穿刺，抗切割，电绝缘性能，保温性能，抗辐射热，防水性能，以及普通防火靴的防滑性能。

三、结语

社会经济和城市建设的快速发展，生产中的新技术，新工艺，新材料和新产品的持续应用，各种火灾和突发灾害的风险，自然的出现和事故处理方法困难在增加，消防和救援过程中的危险正在增加。从现实出发，针对现代科学技术的发展，采用新材料和新技术，开发实用的保护设备，以应对经济发展和社区进步。一般来说，水刺压力对水刺布的强度和外观有显著影响。压力越大，纤维越好，产品密度越高，强度越强。另外，折叠过程改善了纱线的拉伸性能，并且减少了旋转的不均匀性和条带的不均匀性。看起来是黑色的，但测得的机械性能明显低于后者。并且鉴于織物层之间存在空气层，该模型与实验结果非常一致。同时利用该模型，我们还首次研究了不同空气层位置对组织内部温度变化的带来的不同影响。

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作者简介：

吴传嵩（1983—），男，硕士学位，浙江杭州人，讲师，主要从事灭火救援技术训练课程教学与研究。

项目基金：此论文为校级教改项目：教学展板设计在灭火技术训练课程的应用研究（编号：JG201813）阶段性成果。