揭秘阻燃纖維

揭秘阻燃纖維

阻燃防護(hù)服是個(gè)體防護(hù)用品中應(yīng)用為廣泛的品種之一，其防護(hù)原理主要是采取隔熱、反射、吸收、碳化隔離等屏蔽作用，保護(hù)勞動(dòng)者免受明火或熱源的傷害。

人體皮膚對(duì)熱是非常敏感的，當(dāng)皮膚接觸44℃以上高溫時(shí)就會(huì)出現(xiàn)燒傷，先發(fā)生創(chuàng)痛形成I度燒傷，繼而起泡，出現(xiàn)Ⅱ度燒傷。在55℃時(shí)，Ⅰ度燒傷維持20s，以后Ⅱ度及Ⅲ度燒傷出現(xiàn)。
在72℃時(shí)，則完全燒焦。因此，在石油、化工、機(jī)械、林業(yè)、建筑等眾多行業(yè)，都應(yīng)采用阻燃防護(hù)服，更好地保護(hù)普通勞動(dòng)者的生命安全。
阻燃防護(hù)服的種類
阻燃防護(hù)服的材料大致可分為兩類，一類是利用阻燃整理劑對(duì)織物進(jìn)行阻燃整理得到的整理型阻燃面料；另一類是以阻燃纖維（包括改性阻燃纖維和本質(zhì)阻燃纖維）為原料進(jìn)行純紡，或者與其他纖維混紡，再經(jīng)織造染整加工得到的阻燃面料。
后整理阻燃類

目前，國內(nèi)大部分個(gè)體防護(hù)領(lǐng)域，仍采用經(jīng)阻燃整理的純棉或滌棉面料為主。該類產(chǎn)品普遍存在洗滌后阻燃性能顯著下降，使用壽命短、耐高溫性能差，強(qiáng)度特別是撕破強(qiáng)度低、舒適性能差等缺點(diǎn)，因此通常不作為高檔阻燃產(chǎn)品使用。另外，針對(duì)阻燃劑的致癌性和毒性問題，聯(lián)合國衛(wèi)生組織曾委托歐美的三家檢測(cè)公司進(jìn)行了測(cè)定分析，后得出相同的結(jié)論：除了鋯系和鈮系阻燃劑之外，其他所有有機(jī)阻燃劑全部具有致癌性。因此，美國和歐盟禁止在本國生產(chǎn)整理型紡織品和禁止整理型阻燃紡織品進(jìn)入市場。

阻燃纖維類
通常分為兩類：改性阻燃纖維和本質(zhì)阻燃纖維。改性阻燃纖維就是在本身不阻燃的聚合物中，加入少量的阻燃單體，通過共混、共聚，接枝以及輻照交聯(lián)等方法制成的具有阻燃性能的纖維。該方法工藝簡單、可紡性好、成本較低，易于工業(yè)化，因此應(yīng)用較多。但改性阻燃纖維也存在纖維強(qiáng)度低、阻燃性能較差、環(huán)保壓力大等缺點(diǎn)；部分產(chǎn)品還存在熔融滴落、煙霧過大等現(xiàn)象。
本質(zhì)阻燃纖維是指依靠防護(hù)材料本身分子結(jié)構(gòu)形成的阻燃和隔熱性能，其相應(yīng)性能不會(huì)隨著條件變化而下降的纖維。該類纖維柔軟、有彈性，具有一定加工性能。
重點(diǎn)是指一些梯形結(jié)構(gòu)、金屬螯合、分子高度交聯(lián)或芳雜環(huán)類高聚物以及大分子中含有鹵素的高聚物，如丙烯腈預(yù)氧化（PO）纖維、間位芳綸（PMIA纖維）、對(duì)位芳綸（PPTA纖維）、聚芳酯（PAR）纖維、芳砜綸（PSA）、聚酰亞胺（PI）纖維、聚苯硫醚（PPS）纖維、聚苯并咪唑（PBI）纖維、聚醚（PEI）纖維和酚醛（PN）纖維等阻燃纖維，其中芳綸纖維作為一種性能優(yōu)異的本質(zhì)阻燃纖維，逐漸成為目前阻燃防護(hù)服中應(yīng)用為廣泛、成熟的高性能纖維材料。
芳綸類面料屬永久阻燃面料，阻燃性能不會(huì)隨水洗次數(shù)增加而降低，綠色環(huán)保。面料阻燃性能優(yōu)異，續(xù)燃、陰燃時(shí)間均小于2秒；面料斷裂與撕破強(qiáng)力高，面料輕薄透氣性好，服裝使用壽命長；面料遇火燃燒后隔熱性能優(yōu)異，煙氣含量極低，更大程度保護(hù)了生命安全。
間位芳綸的性能
間位芳綸（全名聚間苯二甲酰間苯二胺，又稱芳綸1313），是由間苯二甲酰氯和間苯二胺合成的有機(jī)纖維。間位芳綸化學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，具有以下幾項(xiàng)優(yōu)越的性能：
優(yōu)異的耐熱性

可在200℃下長期使用，具有良好的尺寸穩(wěn)定性。

超強(qiáng)的阻燃性
屬于本質(zhì)阻燃纖維，極限氧指數(shù)LOI值≥28%，不會(huì)在空氣中自燃、融化或產(chǎn)生熔滴；遇到極高溫度時(shí)，纖維會(huì)迅速膨脹碳化，形成特有的絕熱屏。用間位芳綸纖維生產(chǎn)的防護(hù)面料表現(xiàn)出極佳的阻燃性能。
杰出的電絕緣性
用芳綸纖維制成的芳綸紙可使機(jī)電產(chǎn)品的耐溫絕緣性能達(dá)到H級(jí)（180℃）。
優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性
具有非常優(yōu)良的耐大多數(shù)化學(xué)物質(zhì)的性能，能耐大多高濃的無機(jī)酸。常溫下，耐堿性能較好。
良好的機(jī)械特性
間位芳綸纖維的低剛度高伸長的特性使其能夠用常規(guī)的紡織機(jī)械進(jìn)行加工。其短纖可以用一般毛棉織機(jī)加工成多種織物或無紡布。
國產(chǎn)間位芳綸紗線
國產(chǎn)間位芳綸的迭代進(jìn)步
國際上間位芳綸生產(chǎn)企業(yè)主要包括美國杜邦公司、日本帝人公司。美國杜邦公司率先實(shí)現(xiàn)間位芳綸商業(yè)化生產(chǎn)，間位芳綸產(chǎn)能全球，其間位芳綸技術(shù)水平、產(chǎn)品性能及產(chǎn)業(yè)規(guī)模均處于國際領(lǐng)先地位。
從20世紀(jì)90年代國內(nèi)開始研究間位芳綸生產(chǎn)技術(shù)，2004年實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，近年來發(fā)展迅速，產(chǎn)品質(zhì)量與產(chǎn)品性能大幅提升。其中發(fā)展速度快的是泰和新材，產(chǎn)能躍居國內(nèi)、全球第二位。國產(chǎn)間位芳綸產(chǎn)品目前主要有10大系列，200多個(gè)品種，全球品種多，主要包括本白短纖，有色纖維，易染纖維，導(dǎo)電纖維，絲束，短切纖維，長絲，沉析纖維以及芳綸紙。
2018年，全球間位芳綸的總產(chǎn)能3萬9500噸，國產(chǎn)間位芳綸產(chǎn)能1萬2000噸，占比30.4%，排名僅次于美國。間位芳綸生產(chǎn)工藝過程主要分為聚合與紡絲，國產(chǎn)間位芳綸聚合采用低溫溶液聚合工藝，紡絲為濕法紡絲，該工藝生產(chǎn)的間位芳綸產(chǎn)品優(yōu)點(diǎn)是纖維力學(xué)性能優(yōu)異，纖維指標(biāo)斷裂強(qiáng)度3.5～5.0 cN/dtex，斷裂伸長率25%～50%，鹵素含量低，阻燃性能優(yōu)良。
國產(chǎn)間位芳綸主要應(yīng)用領(lǐng)域有阻燃防護(hù)材料、高溫?zé)焿m過濾材料、其他技術(shù)性紡織品，其中阻燃防護(hù)包括軍警戰(zhàn)訓(xùn)服、消防服、救援服、電焊服、爐前服、石化工裝、防電弧服、阻燃?xì)帧⒏粢籼阂约凹矣米枞技徔椘?；高溫?zé)焿m過濾包括鋼廠、水泥廠以及瀝青攪拌站的耐高溫濾布；其他技術(shù)性紡織品包括高溫傳送帶、汽車高溫膠管、音響喇叭布等。
間位芳綸受其應(yīng)用領(lǐng)域所限，目前全球產(chǎn)能不到4萬噸。高昂的成本是制約高新技術(shù)纖維擴(kuò)大應(yīng)用的阻礙之一。原料成本偏高、芳綸纖維生產(chǎn)效率低下導(dǎo)致成本居高不下。因此，通過技術(shù)進(jìn)步、提高原料以及纖維的技術(shù)水平和生產(chǎn)效率，大大降低生產(chǎn)成本是間位芳綸技術(shù)發(fā)展方向的主流。
近幾年，美國、日本和中國紛紛加大了對(duì)間位芳綸應(yīng)用技術(shù)的研究。中國制定了《間位芳綸短纖維》《阻燃服》《森林防護(hù)服》等多項(xiàng)關(guān)于阻燃方面的國家標(biāo)準(zhǔn)，還建立了國家芳綸工程技術(shù)研究中心、省級(jí)芳綸纖維材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和博士后科研工作站、企業(yè)院士工作站等創(chuàng)新平臺(tái)，建設(shè)了完備的芳綸關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)及工程化基礎(chǔ)設(shè)施。
同時(shí)，國內(nèi)已成立了應(yīng)用技術(shù)檢測(cè)中心，為下游應(yīng)用提供全面的技術(shù)支持，滿足終端客戶需求。高性能差別化是間位芳綸行業(yè)未來的主要發(fā)展趨勢(shì)，國內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)的間位芳綸性能已達(dá)到進(jìn)口產(chǎn)品水平，產(chǎn)品市場應(yīng)用實(shí)現(xiàn)全面覆蓋。
隨著國內(nèi)間位芳綸產(chǎn)能不斷擴(kuò)大，生成技術(shù)迭代發(fā)展，產(chǎn)品性能不斷優(yōu)化，國內(nèi)間位芳綸產(chǎn)品制造成本將大幅度下降，進(jìn)一步提升國際綜合競爭力，為阻燃防護(hù)產(chǎn)品廣泛應(yīng)用提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
國產(chǎn)原液著色間位芳綸短纖

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