在现代工业和特殊作业环境中，防火安全服装的重要性日益凸显。这类服装的核心在于其面料，它们能够提供必要的保护，以抵御火焰和高温对工作人员的伤害。接下来厦门纺织服装展小编就来探讨下这些特殊面料的工作原理，并预测其未来的发展趋势。
01阻燃棉面料
阻燃棉面料是指由天然棉纤维作为主体成分制成，并经过阻燃整理之后得到的阻燃面料。主要有两大类，一类是由 100% 天然棉纤维组成的，还有一类是由 88% 天然棉纤维 12% 高强尼龙组成。后者通常被简称为8812，面料耐久性跟前者相比较好。阻燃棉面料通常具有亲肤性好、吸湿透气好、穿着舒适的优点。
1.1阻燃棉面料的阻燃机制 阻燃棉面料的主要组成是天然棉纤维，其极限氧指数只有 17% ～ 20%，属于易燃纤维，要实现阻燃性，通常会使用阻燃剂对其进行后整理加工。后整理中所用阻燃剂，主要有两种类型，一种是卤系阻燃剂，另一种是磷系阻燃剂。卤素类阻燃剂因为在后整理过程中会产生有害物质，环境污染大，目前已基本禁用。磷系阻燃剂因为反应条件温和、低烟低毒等优点，目前被国内外广泛使用。在磷系阻燃整理中，较成熟的主要有 Pyrovatex CP 和 Proban 两种。经 Pyrovatex CP整理的阻燃棉面料，因为强力损失大，游离甲醛释放量高，所以应用较为有限；而经过 Proban 整理的阻燃面料，手感柔软，舒适性好，强力下降少，耐洗性好，甲醛含量低，性价比高。Proban 的主要化学成分为四羟甲基氯化磷（THPC）。THPC 起初是水溶性的小分子，因此很容易浸入棉纤维内部。通过氨熏处理，浸入棉纤维内部的 THPC 小分子交联成不溶于水的高聚物分子，这些高聚物大分子从而被永久地卡在纤维内部。因此，经 Proban 整理的阻燃棉面料的阻燃性能是永久性的。当火焰与经 Proban 处理过的阻燃棉面料接触时，会形成隔热的碳化层，并且没有阴燃产生。在化学安全性方面，Proban 处理的阻燃棉面料，经过数十年的应用证明其不会引起皮肤刺激或其他有害影响，是安全可靠的。除了选用合适的阻燃剂，加工工艺也对阻燃棉面料的最终性能起着至关重要的作用。即使用同样的阻燃剂类型，不同的加工工艺参数设置、工艺控制的稳定性和一致性会从很大程度上影响甚至决定面料的阻燃性、机械性能、舒适性和安全性等。不同面料制造商制成的阻燃棉面料，性能差异较大，企业和用户在选择时，需要谨慎分辨。
1.2阻燃棉面料的发展现状和趋势阻燃棉面料已经被欧美国家的石油化工行业使用多年，其中最为著名、使用最为广泛的就是 WESTEX®品牌的 Indura® 和 UltraSoft® 面料。在我国，到目前为止，阻燃棉面料的应用还较为有限。这其中的原因之一，就是跟我国的产品标准有关。在欧美国家的阻燃服产品标准中，对阻燃面料的强力并未做明确规定。用户在选择时，可以根据自己的实际需要来选择不同强力性能产品。在一些工作环境不是很恶劣，对面料的耐久性和强力要求不高，但对穿着舒适性要求较高，又希望价格低廉的情况下，阻燃棉面料就是很好的选择。但是我国标准《防护服装 阻燃服》（GB 8965.1—2020）中对阻燃面料的断裂强力和撕破强力都做了明确规定，且性能指标要求偏高。天然棉纤维的强力，与合成纤维相比较低，这就使阻燃棉面料很难通过国标的要求。这在很大程度上限制了阻燃棉面料在我国的发展和应用，不利于阻燃面料产品的多元化发展。
02芳纶阻燃面料
芳纶阻燃面料的主要组成部分是芳纶纤维，即芳香族聚酰胺纤维。芳纶纤维又包括间位芳纶和对位芳纶。目前市场上比较常见的，用于阻燃防护服的芳纶阻燃面料，就是通常所说的 93/5/2 面料。它的纤维组成是 93% 间位芳纶、5% 对位芳纶、2% 导电纤维，最早是由杜邦公司开发的。除此之外，还有为了满足不同需求而开发的不同配比的芳纶阻燃面料。
2.1芳纶阻燃面料的阻燃机制 芳纶阻燃面料的主要组成部分是芳纶纤维，特别是间位芳纶。芳纶纤维的分子结构呈排列规整的锯齿型，在熔融以前就已经分解，玻璃化温度为 270 ℃左右，在 350 ℃以下不会发生明显的分解和碳化。当温度超过 400 ℃时，纤维会逐渐发脆、碳化直至分解，但是不会产生熔滴，具有较好的阻燃性，极限氧指数为 28% ～ 33%。另外，芳纶纤维还具有高强度、高模量的特性。因此，芳纶阻燃面料在军用、警用、消防和工业防护领域中都有广泛应用。特别是在对面料的耐久性有较高要求时，芳纶阻燃面料是很好的选择之一 。
2.2芳纶阻燃面料的发展现状和趋势目前，在欧美市场上，芳纶阻燃面料在军警相关的应用中较为活跃。这是因为芳纶阻燃面料在机械性能方面，比阻燃棉和混纺阻燃面料优异。在石油化工和电力行业，芳纶阻燃面料的应用和市场份额呈现下降趋势。在国内市场上，目前芳纶阻燃面料无论是在军警还是石油化工和电力行业，仍然占据较大的市场份额，但在近几年有逐渐被混纺阻燃面料取代的趋势，这主要是由芳纶阻燃面料产品的自身局限性造成的。由于制成芳纶阻燃面料的芳纶纤维，其分子结构致密，染料分子不易进入，这就对面料制造商的染色技术和工艺控制有较高要求。采用原液着色的方式，可以一定程度上解决色牢度的问题，但是其颜色选择性和灵活度较为受限。另外，因为芳纶纤维本身的吸湿回潮率低，纤维刚性大，导致芳纶阻燃面料的舒适性相比阻燃棉面料和混纺阻燃面料来说较差。通常，芳纶阻燃面料需要经过后整理的方法来改善舒适性。芳纶阻燃面料的价格也相对较高，主要是因为纤维原料价格高昂、加工成本较高所导致。
03混纺阻燃面料
混纺阻燃面料，是指由两种或多种纤维，经混纺制成的一大类阻燃面料。常见的混纺阻燃面料包括芳粘混纺、芳腈混纺、腈棉混纺、芳粘腈混纺等。由于采用了不同的纤维材料进行织制，混纺阻燃面料在一定程度上可以较好地平衡各项性能，如防护性能、机械性能、舒适性和价格等方面。
3.1混纺阻燃面料的阻燃机制混纺阻燃面料中所涉及的纤维材料种类，主要有阻燃黏胶纤维、腈氯纶纤维、芳纶纤维等。不同纤维材料的阻燃机制又有所不同。黏胶本身是一种再生纤维素纤维。再生纤维素纤维属于化学纤维的一种，是用木材、棉短绒、竹类等天然纤维素物质为原料，制成浆液，然后再经加工制成的纤维。黏胶纤维的吸湿性好，易染色，手感柔软。但是，跟天然棉纤维一样，黏胶纤维的极限氧指数只有 19% 左右，其本身是不具备阻燃性的。阻燃黏胶纤维一般是通过共混添加法、接枝共聚法或后整理阻燃的方法来实现阻燃的。目前应用比较广泛的是共混法，即在黏胶纤维纺丝原液中混入阻燃剂，然后再经纺丝得到阻燃黏胶纤维。用于纤维素纤维的阻燃剂主要有焦磷酸酯类、卤 - 锑系、硅氮系等，其中焦磷酸酯类阻燃剂较为常用。焦磷酸酯类阻燃剂的阻燃机制是含有磷化物的纤维受热后分解释放磷酸或聚磷酸。这些都是较强的脱水催化剂，可使纤维脱水而只留下焦炭，焦炭使内部的纤维素与氧的接触隔绝，进而停止燃烧。此外，阻燃剂的加入，使得黏胶纤维实现了阻燃性能，一般阻燃黏胶的极限氧指数可以达到27%～ 29%。但同时，阻燃剂的加入，也会降低黏胶原液的可纺性和纤维的物理机械性能。因此，纤维生产者在加工过程中需要特别注意纤维的阻燃性和物理机械性能之间平衡。腈氯纶是一种合成纤维。合成纤维也属于化学纤维的一种，是以石油、煤、天然气或一些农副产品为原料，制得单体，再经化学聚合得到高聚物，然后再经纺丝制成的纤维。腈氯纶，也叫改性腈纶，是指共聚物中丙烯腈所占比例在 35% ～ 85% 的纤维。它是用丙烯腈与氯乙烯或偏二氯乙烯的共聚物经湿法或干法纺丝而制成的。除丙烯腈、氯乙烯或偏二氯乙烯等单体外，一般选用烷基或烯基磺酸盐作为第三单体，以改善纤维的染色性能。腈氯纶纤维的阻燃性，主要来自共聚物中的氯乙烯或偏二氯乙烯单体，以及添加在纺丝原液中的锑氧化物比如 Sb2O3、Sb2O5。通过调整共聚物中氯乙烯或偏二氯乙烯单体的含量，以及锑氧化物的添加量，腈氯纶的极限氧指数可以达到26%～37%。其他用于阻燃混纺面料的纤维，还有 POD、PI、PBI、PBO、PPS 等。这些高性能纤维在消防、警用等特种服用面料中有部分应用，但因受颜色、染色性能、光稳定性能等的局限性，应用范围较为有限。不同类型的纤维虽然是混纺阻燃面料的重要组成部分，但是因为从纤维到面料还有很多非常关键的纺纱、织造和染整加工过程，这些过程也在很大程度上影响甚至决定了最终面料的阻燃、机械和服用性能。所以，选择合适的纤维材料，以合适的比例进行配搭，再经过严格优化的纺纱、织造和染整工艺加工，才能得到各方面性能优良的混纺阻燃面料。
3.2混纺阻燃面料的发展现状和趋势目前在整个阻燃防护服面料的市场上，混纺阻燃面料正不断占据越来越重要的市场地位。全球主要的阻燃面料制造商，包括 Milliken、Tencate 以及其他国内面料制造商都有混纺阻燃面料的生产与销售。这与其均衡的阻燃防护性、穿着舒适性、耐久性和价格有很大的关系。另外，混纺阻燃面料除了阻燃防护性能，跟阻燃棉面料和纯芳纶阻燃面料相比，它还能提供更加优异的防电弧性能。比如 WESTEX® 品牌旗下的DH、DH Air 和 Optima DH 产品系列，在阻燃防护和电弧防护方面都有着优异的表现，被市场广为认可和使用。可以看到，在未来几年里，混纺阻燃面料还会继续占领更大的市场份额，这同时会促使各大制造商不断开发出性能更加优异的混纺阻燃面料。以上所介绍的三种主要阻燃面料类型，其阻燃机制各有不同，性能也各有优劣。
企业和用户在选择阻燃防护产品时，需要综合考虑阻燃防护性、耐久性、舒适性、品牌、价格等多方面的因素，根据各自的实际使用情况，选择最适合的阻燃防护服产品。
04结语
这种良性发展为我国一线劳动者的生命安全提供了有力保障，也符合我国“十四五”规划关于统筹办好发展和安全两件大事的要求。作为生命安全的最后一道防线，阻燃防护服的普遍应用将会减少员工在易燃易爆环境、爆燃现场的受伤面积，增加逃生概率，进而为企业、为国家降低事故风险，保护人民生命和国家的财产安全。厦门纺织服装展小编觉得，随着我国个体防护装备配备规范的正式实施，以及企业对安全重视度的不断提高，国内市场对阻燃防护服的认识也会逐渐加强，阻燃防护服的应用也会随之更为广泛。
文章来源：特种防护圈
