劉崇源 顓小女 崔振興
北京防化研究院 陳煥琪 姜林太 劉平峰
【摘要】本文研究了 一種用耐高溫的玻璃纖維織物與阻燃的棉織物層壓而成的新型熱防護復合織物。該織物對傳導熱、輻射熱和對流熱均有良好的防護作用，而且透氣、透濕性好。用以制作高溫作業工作人員的防護服，有顯著的熱防護效果。
１ 引言
防護織物是紡織產品向高性能發展的重要方向之一。近幾年來，我系對高性能防護織物進行了較為廣泛的研究。對防X射線柔性聚氨酯泡沫塑料層壓織物和防水透濕織物的研究已有報導［１］。本文將對最近研制的熱防護織物作概要介紹。
各類防護織物中，熱防護織物是應用最廣的品種之一，其作用主要是保護人體不受各種熱的傷害，如；對流熱、傳導熱、輻射熱、熔融金屬濺射以及熱蒸汽或熱氣體等的傷害［２］。眾所周知，人的皮膚對熱是非常敏感的。人的皮膚在44℃以上出現燒傷，最先發生創痛形成一度燒傷，繼而起泡，出現二度燒傷。在55℃時，一度燒傷維持20秒，以后二度及三度燒傷相
繼出現，在72℃時，則完全燒焦［３］［４］。因此作為熱防護服必須滿足以下要求［５］［６］：
①阻燃性；
②完整性(遇熱或熔融后服裝保持完整)；
③.隔熱性(阻止熱的轉移，燃燒時無煤焦油等導熱液體的滴落)；
④拒液性(阻止油、溶劑、水及其它液體滲入織物)。
根據以上要求，我們采用耐高溫的玻璃纖維織物與經過阻燃整理的棉織物加工成復合織物，使其既能防傳導熱、輻射熱、又有阻燃作用。將此復合織物制成高溫作業工作人員的工作服，具有顯著的熱防護作用。
２ 熱防護服的制備及評價方法
2.1 織物
(1)無堿性玻璃纖維織物
(2)阻燃棉織物
2.2 復合工藝
(1)焰熔層壓工藝
(2)粘合層壓工藝
2.3 評價方法
防熱輻射性能；參考ISO－6924測試
阻燃性；按GB5455－85測試
抗金屬熔滴性；參考BS6357：1983測試。
將熔融金屬滴落在45°放置的試樣上，觀察織物背面PVC薄膜遭受破壞所需金屬重量，稱臨界破壞重量。
透氣性；按GB5455－85測試
透濕性；按ASTM E 96－80B測試
克羅值；按 ASTM D 1518－77測試
粘合強度；按FZ／T 01010－81測試
３ 結果與討論
3.1 復合工藝的研究
3.1.1 焰熔層壓工藝研究
關于焰熔層壓工藝Hager等早有詳盡研究［７］，在焰熔層壓過程中，聚氨酯泡沫塑料薄片經火焰灼燒后，發生熔融裂解，產生粘性物質能將不同的織物層壓在一起成為復合織物。小樣實驗取得各項數據后，在西德制的焰熔層壓機上進行大樣試驗。所得復合織物性能測試結果見表一和表二。
表一 焰熔層壓復合織物性能
聚氨酯泡沫塑料薄片厚度為1mm
表二 焰熔層壓織物的防熱輻射性能
正面指棉織物面，反面指玻纖織物面
輻射源強度為25KW／m2
由表一和表二數據可知，該復合織物對傳導熱(熔融金屬)、對流熱(火焰)以及輻射熱均有良好的防護作用，因而認為將玻纖織物和阻燃棉織物復合成熱防護織物是可行的。需要指出的是，本研究采用的聚氨酯泡沫塑料薄片較厚，經焰熔層壓后還殘留一層聚氨酯泡沫塑料，但由于聚氨酯泡沫塑料的燃燒導致整個復合物阻燃性下降。因此，采用焰熔層壓織物工藝時聚氨酯泡沫塑料薄片的厚度應盡可能的小，以在焰熔過程中完全分解為粘性物質，無殘余聚氨酯泡沫塑料層為最佳。這樣不僅提高了復合物織物整體阻燃性，而且使粘合強度大大提高，同時有利于改善復合織物的懸垂性。當然，欲將聚氨酯泡沫塑料切得很薄，就要求聚氨酯泡沫塑料有較高的密度和強度。
3.1.2 粘合層壓工藝
粘合層壓工藝是利用粘合劑將兩種織物復合在一起。通過小樣實驗，確定聚丙烯酸酯類粘合劑SZ－1為本研究的粘合劑。
①阻燃棉織物的預處理
為提高粘合強度，必須以粘合劑能均勻鋪展于棉織物而又不滲入棉織物為前提。為此應使阻燃棉織物的臨界表面張力降低，以防止粘合劑滲入棉織物內，但阻燃棉織物的臨界表面張力過低，則會影響粘合劑在棉織物表面的均勻鋪展，從而降低粘合強度。因此，選擇適當的整理劑和整理工藝是十分重要的。經試驗選用氟系防水整理劑對阻燃棉織物進行預處理，取得了較好的效果，見表三。
表三 阻燃棉織物預處理對粘合強度的影響
表三說明，經預處理的阻燃棉織物與玻纖織物(不論脫蠟與否)復合均有較高的粘合強度。實驗證明明，阻燃棉織物在粘合前進行防水處理是必要而有效的。
②玻纖織物的表面預處理
為了在玻纖抽絲和紡織工序中達到集束、潤滑和消除靜電的目的，抽絲時，在絲上涂了一層紡織型浸潤劑，通常是石蠟乳劑，故俗稱此過程為“上蠟”。此浸潤劑殘留在纖維表面上，將妨礙纖維與基體的粘接，從而降低復合材料的性能。因此在復合前應將玻纖表面的浸潤劑去除。此外，為進一步提高復合材料的粘合強度，玻纖在紡絲后常涂覆偶聯劑。顯然偶聯劑的種類也將影響粘合強度。針對玻纖織物表面有無蠟質以及是否施加偶聯劑，施加何種偶聯劑作了試驗，結果見表四
表四 玻纖織物預處理對復合織物粘合強度的影響
注：均與經預處理的阻燃棉織復合
實驗結果證明，未經脫蠟玻纖織物經偶聯劑A預處理后有利于提高粘合強度。結合表三數據可知，阻燃棉織物和玻纖織物分別進行預處理后再層壓而成的復合物織物具有較高的粘合強度。
此外，玻纖織物的厚度對復合織物的粘合強度和柔軟性均有顯著的影響。試驗結果認為玻纖織物厚度以0.09mm為佳。
③粘合層壓工藝綜上所述，采用粘合層壓工藝的最佳路線如下：
3.2 復合物織物的后處理
為了解決玻纖織物刺激人體皮膚，引起刺癢感的問題，在復合之后，又進行了適當的后處理，使玻纖織物毛羽平伏，表面光潔，從而減少纖維茸毛對皮膚的刺激，并能防止在縫制過程中形成針孔。
3.3 復合織物的綜合性能
通過以上試驗，確認粘合層壓工藝優于焰熔層壓工藝。采用粘合層壓工藝制得的復合織物綜合性能見表五和表六。
表五 粘合層壓復合織性能
復合織物已經防癢后處理
表六 粘合層壓織物的防熱輻射性能
*正面指棉織物面，背面指玻纖織物面
**輻射源強度為35KW／m2
４ 結論
1.熱防護復合織物可用焰熔層壓工藝和粘合層壓工藝制得。粘合層壓工藝制得的復合織物在粘合強度、織物柔軟性和阻燃性方面優于焰熔層壓復織物。
2.阻燃棉織物在表現預處理和玻纖織物的偶聯劑預處理是提高復合織物粘合強度有效措施。
3.以無堿玻璃纖維織物和阻燃棉織物層壓而成的復合織物具有較好的熱防護性能。
５ 參考文獻
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