东华纺材第二十一章 织物的防护功能及安全性

1、第二十一章第二十一章 织物的防护功能及安全性织物的防护功能及安全性防护功能：在特殊环境如高温火焰、低温冷冻、防护功能：在特殊环境如高温火焰、低温冷冻、化学腐蚀、生物侵袭、电磁辐射、高能射线和化学腐蚀、生物侵袭、电磁辐射、高能射线和紫外线等条件下，服装织物对人体的防护作用；紫外线等条件下，服装织物对人体的防护作用；保健功能：对人体的保健作用，如负离子、远保健功能：对人体的保健作用，如负离子、远红外、加香整理、磁疗保健等；红外、加香整理、磁疗保健等；安全性：服装材料本身的耐久性、稳定性，功安全性：服装材料本身的耐久性、稳定性，功能的有效性、持久性，及其生态性、对人体的能的有效性、持久性，及其生态性

2、、对人体的无危害性等。无危害性等。一、织物防火和阻燃的必要性一、织物防火和阻燃的必要性防火织物：直接面对可能的燃烧，实现防火与灭火，防火织物：直接面对可能的燃烧，实现防火与灭火，是专用型的；是专用型的；阻燃织物：在发生火灾时的阻燃或不燃，以此保障阻燃织物：在发生火灾时的阻燃或不燃，以此保障人身安全和工作环境的安全，是普通型人身安全和工作环境的安全，是普通型防护纺织品。防护纺织品。1. 1. 纺织品的易燃与火灾起因纺织品的易燃与火灾起因2. 2. 需要防火的场合需要防火的场合3. 3. 阻燃纺织品的应用阻燃纺织品的应用 4 4 影响燃烧性的因素影响燃烧性的因素化学组成：氢、氮以及阻燃元素的含量等

3、；化学组成：氢、氮以及阻燃元素的含量等；分子结构：大分子链是刚性链，形态结构规整，微观分子结构：大分子链是刚性链，形态结构规整，微观缺陷少，大分子链密集，则结晶度高，其热稳定性好，缺陷少，大分子链密集，则结晶度高，其热稳定性好，热裂解反应速率低，燃烧性差；热裂解反应速率低，燃烧性差；炭化倾向：纤维材料在高温作用下裂解出的可燃性气炭化倾向：纤维材料在高温作用下裂解出的可燃性气体越少，固体炭化残渣量越多，则其燃烧性越差；体越少，固体炭化残渣量越多，则其燃烧性越差；织物组织和重量：组织越紧密，织物越不易燃烧；单织物组织和重量：组织越紧密，织物越不易燃烧；单位面积的重量越重越不易引燃；位面积的重量越重

4、越不易引燃；环境因素：温度、湿度、空气压强等。环境因素：温度、湿度、空气压强等。二、防火织物二、防火织物1. 1. 防火织物的基本要求防火织物的基本要求本身的使用功能本身的使用功能能够经受明火、高温的作用能够经受明火、高温的作用具有高防火、隔热的特殊功效具有高防火、隔热的特殊功效能承担对人体或物体的安全、可靠的防护功能承担对人体或物体的安全、可靠的防护功能能2. 2. 织物防火功能及整理织物防火功能及整理三、阻燃织物三、阻燃织物1. 1. 阻燃织物的基本要求阻燃织物的基本要求 使用长久，舒适，美观使用长久，舒适，美观2. 2. 阻燃织物的特征及实现方法阻燃织物的特征及实现方法 特征：具有较高的

5、极限氧指数特征：具有较高的极限氧指数 实现：纤维的选择，织物结构设计及织物阻燃整理实现：纤维的选择，织物结构设计及织物阻燃整理 常用阻燃剂：含磷化合物，含磷和氮化合物等常用阻燃剂：含磷化合物，含磷和氮化合物等3. 3. 阻燃织物性能评价阻燃织物性能评价测量方法：着火性、燃烧速度、延燃性、发热量、发测量方法：着火性、燃烧速度、延燃性、发热量、发烟性、毒气等；烟性、毒气等；要求：要求：LOI27LOI27，续燃时间，续燃时间2s2s，损毁长度，损毁长度10cm10cm，无熔滴或少熔滴。无熔滴或少熔滴。 极限氧指数（极限氧指数（LOILOI）：试样在氧气和氮气）：试样在氧气和氮气的混合气中，维持完全

6、燃烧状态所需的最低的混合气中，维持完全燃烧状态所需的最低氧气体积分数。氧气体积分数。一般认为：一般认为：LOI20LOI20 易燃易燃 20LOI2620LOI26 可燃可燃 26LOI3426LOI35LOI35 不燃不燃 指对人体有害的生物体和化学物质的防护，指对人体有害的生物体和化学物质的防护，如细菌、病毒、昆虫、化学品，以及携带这些生如细菌、病毒、昆虫、化学品，以及携带这些生物体、化学品和化学物质的气体、液体和固体。物体、化学品和化学物质的气体、液体和固体。一、常见生物防护一、常见生物防护1. 1. 抗菌及防护抗菌及防护(1)(1)抗菌的概念：抗菌的概念： 抑菌、杀菌，多用于内衣；抑菌

7、、杀菌，多用于内衣； 通过拒水整理、微孔膜透气结构来阻断细通过拒水整理、微孔膜透气结构来阻断细菌透过织物实现抗菌，常用于外装。菌透过织物实现抗菌，常用于外装。（2 2）抗菌织物的获得）抗菌织物的获得先制得抗菌纤维，再制成抗菌织物先制得抗菌纤维，再制成抗菌织物将织物用抗菌剂进行后处理以获得抗菌性能将织物用抗菌剂进行后处理以获得抗菌性能 浸渍浸渍 涂层涂层 覆膜覆膜2. 2. 防有害虫类防有害虫类 (1)(1)防螨防螨: :常用的方法：常用的方法：对面料进行涂层、浸渍、渗入整理，将杀螨剂或纳对面料进行涂层、浸渍、渗入整理，将杀螨剂或纳米粉体混合剂涂覆或渗入纺织品；米粉体混合剂涂覆或渗入纺织品；通过

8、加工高密织物达到防螨效果通过加工高密织物达到防螨效果 布缝孔径小于布缝孔径小于53um53um即可防止螨虫通过，布缝孔径小即可防止螨虫通过，布缝孔径小于于10um10um即可防止螨虫排泄物及其他过敏源通过。杜即可防止螨虫排泄物及其他过敏源通过。杜邦公司的邦公司的TyvekTyvek ADM ADM织物具有永久性防螨效果，因织物具有永久性防螨效果，因其单丝细度最细可达其单丝细度最细可达0.5um,0.5um,可防止尘埃、液态水、可防止尘埃、液态水、油污、皮屑等通过。油污、皮屑等通过。 (a) 丛林作战服 (b) 防蜂防护服 图图21-3 21-3 特殊类工作服特殊类工作服(2) (2) 防蚊防蚊

9、3. 3. 对病毒的隔离防护对病毒的隔离防护采用隔绝和部分杀灭原理采用隔绝和部分杀灭原理涂层织物涂层织物超细纤维高致密化的非织造布超细纤维高致密化的非织造布聚四氟乙烯（聚四氟乙烯（PTFE):PTFE):主要原理是阻隔，即采用小主要原理是阻隔，即采用小于病毒尺寸的孔隙和较长的可吸附通道，来阻断于病毒尺寸的孔隙和较长的可吸附通道，来阻断病毒的进入，或实施吸附固定和杀灭。病毒的进入，或实施吸附固定和杀灭。4. 4. 对血液与体液的隔离对血液与体液的隔离GoreGore公司，杜邦公司公司，杜邦公司5. 5. 生物防护织物的特征及其安全性生物防护织物的特征及其安全性基本原理：以微孔隔绝分离为主，抑制生

10、物体基本原理：以微孔隔绝分离为主，抑制生物体生产为辅，兼具杀灭功能；生产为辅，兼具杀灭功能；生物防护织物的特征：高密度、微尺寸孔隙，生物防护织物的特征：高密度、微尺寸孔隙，具有干燥特征的织物或膜或层合织物；具有干燥特征的织物或膜或层合织物；功能实现的原则：对人体无害，功能的有效与功能实现的原则：对人体无害，功能的有效与性能的稳定，具备良好的用弃处理的安全性。性能的稳定，具备良好的用弃处理的安全性。二、化学品防护二、化学品防护1. 1. 一般化学品防护场合一般化学品防护场合 抗化学品的腐蚀与抗溅射损害防护抗化学品的腐蚀与抗溅射损害防护 抗化学气体吸入与接触防护抗化学气体吸入与接触防护 燃烧烟气以

11、及考古、探险不明环境的防护燃烧烟气以及考古、探险不明环境的防护2. 2. 织物化学品防护的指标及方法织物化学品防护的指标及方法穿透、渗透：渗透时间、渗透速率和渗透量穿透、渗透：渗透时间、渗透速率和渗透量溶解破坏：是否溶解，规定时间内的溶解失重率溶解破坏：是否溶解，规定时间内的溶解失重率3. 3. 化学品防护织物的特征及安全性化学品防护织物的特征及安全性有限次使用的防护服有限次使用的防护服可重复使用的防护服可重复使用的防护服三、生化防护技术纺织品三、生化防护技术纺织品1. 1. 生化防护概念及重要性生化防护概念及重要性国防与军事国防与军事民用与公共事业的应急事件民用与公共事业的应急事件2. 2.

12、 织物生化防护功能的实现织物生化防护功能的实现最普通的是由耐磨、致密、透气的涂层织物最普通的是由耐磨、致密、透气的涂层织物构成构成复杂的由外层织物、防水透湿复杂的由外层织物、防水透湿PTFEPTFE膜以及混有膜以及混有吸附毒气物质的透湿性粘合剂材料层合而成。吸附毒气物质的透湿性粘合剂材料层合而成。 一、热防护一、热防护 热防护的本质是纺织品在高温或低温环境下，隔热防护的本质是纺织品在高温或低温环境下，隔热功能的高效和力学性能的保持与稳定。热功能的高效和力学性能的保持与稳定。1. 1. 应用场合及要求应用场合及要求 2. 2. 基本特征与评价基本特征与评价（1 1）隔热性：）隔热性： 材料减缓和

13、阻止热量传递的性能，即对热对流、材料减缓和阻止热量传递的性能，即对热对流、热辐射、热传导有很好的隔绝与反射性能。热辐射、热传导有很好的隔绝与反射性能。 导热系数应尽可能地小，比热容尽可能地大，导热系数应尽可能地小，比热容尽可能地大，热隔绝率尽量大热隔绝率尽量大（2 2）耐热性和热稳定性：）耐热性和热稳定性： 在热的作用下，织物形态稳定、无过大的变形在热的作用下，织物形态稳定、无过大的变形或软化，强度和模量无明显下降，化学性能稳定，或软化，强度和模量无明显下降，化学性能稳定，无明显分解和挥发；在低温度环境下不脆化，不龟无明显分解和挥发；在低温度环境下不脆化，不龟裂损伤，柔软可用。裂损伤，柔软可用

14、。 评价指标：力学性能保持率，特征点温度评价指标：力学性能保持率，特征点温度（3 3）耐熔孔性：）耐熔孔性： 织物在局部接触火星或高温金属颗粒时抵抗熔织物在局部接触火星或高温金属颗粒时抵抗熔融和穿孔的性能。融和穿孔的性能。 测试方法：落球法，烫痕法测试方法：落球法，烫痕法 指标：熔孔时间，熔孔最低温度指标：熔孔时间，熔孔最低温度 影响因素：球体方面，纤维方面，织物方面影响因素：球体方面，纤维方面，织物方面二、光辐射防护二、光辐射防护1. 1. 光辐射防护的基本要求光辐射防护的基本要求 人体防护织物：透过率小于人体防护织物：透过率小于8 8 产业用纺织品：抗紫外线、抗光老化与抗降解产业用纺织品：

15、抗紫外线、抗光老化与抗降解 共同要求：隔绝紫外辐射，增强材料抗紫外性共同要求：隔绝紫外辐射，增强材料抗紫外性2 2 纺织品紫外辐射防护方法纺织品紫外辐射防护方法 防紫外线织物有三种类型：防紫外线织物有三种类型：一种是采用本身就具有抗紫外线破坏能力的纤维，一种是采用本身就具有抗紫外线破坏能力的纤维，比如腈纶，金属纤维；比如腈纶，金属纤维；第二种是采用含有防紫外线添加剂的纤维；第二种是采用含有防紫外线添加剂的纤维；第三种是在织物后整理中加入抗紫外线材料。第三种是在织物后整理中加入抗紫外线材料。防紫外线添加剂可分为反射（屏蔽）类和吸收类：防紫外线添加剂可分为反射（屏蔽）类和吸收类：紫外线反射（屏蔽）

16、剂：无机物，有二氧化钛、紫外线反射（屏蔽）剂：无机物，有二氧化钛、氧化锌、滑石粉、陶土、碳酸钙等，这些无机物氧化锌、滑石粉、陶土、碳酸钙等，这些无机物质具有较高的折射率，使紫外线发生散射从而防质具有较高的折射率，使紫外线发生散射从而防止紫外线入侵皮肤；止紫外线入侵皮肤；紫外线吸收剂：有机物，水杨酸系、二苯甲酮系、紫外线吸收剂：有机物，水杨酸系、二苯甲酮系、苯并三唑系、氰基丙烯酸酯系有机物质的共同点苯并三唑系、氰基丙烯酸酯系有机物质的共同点是结构上都含有羟基，在形成稳定氢键，氢键螯是结构上都含有羟基，在形成稳定氢键，氢键螯合环等过程中吸收能量转变成热能散失，起到防合环等过程中吸收能量转变成热能散

17、失，起到防紫外线的作用。紫外线的作用。3. 3. 防紫外线效果评价防紫外线效果评价 SPF:SPF:防晒因子，采用防护品后紫外辐射使皮肤防晒因子，采用防护品后紫外辐射使皮肤达到某一损伤的临界剂量所需时间的阈值和不采达到某一损伤的临界剂量所需时间的阈值和不采用防护品时达到同样伤害的时间阈值之比，用于用防护品时达到同样伤害的时间阈值之比，用于化妆品行业；化妆品行业； UPFUPF：防紫外因子，紫外线对未防护皮肤的评：防紫外因子，紫外线对未防护皮肤的评价辐射量与经测试的织物遮挡后紫外线辐射量的价辐射量与经测试的织物遮挡后紫外线辐射量的比值，用于纺织行业。比值，用于纺织行业。表表21-1 UPF的数值

18、及防护等级的数值及防护等级三、电磁辐射防护三、电磁辐射防护1. 1. 电磁辐射及防护电磁辐射及防护表表21-2 家用电器电磁辐射检测数据家用电器电磁辐射检测数据 10-7 (特斯拉特斯拉)电器名称电器名称电磁辐射电磁辐射电器名称电器名称电磁辐射电磁辐射电脑电脑100-200电锅电锅40微波炉微波炉200空调空调20无绳电话无绳电话200电视电视20吸尘器吸尘器200音响音响20电热毯电热毯100电冰箱电冰箱20电剃须刀电剃须刀100VCD10吹风机吹风机70录像机录像机6复印机复印机40电熨斗电熨斗3洗衣机洗衣机30传真机传真机22. 2. 电磁辐射防护方法电磁辐射防护方法 防辐射织物有三种类型：防辐射织物有三种类型：一种是采用本身就防辐射功能的纤维；一种是采用本身就防辐射功能的纤维；第二种是采用复合型防辐射纤维，通过往纤维中添第二种是采用复合型防辐射纤维，通过往纤维中添加其他化学物或元素使该纤维具有耐辐射的性能；加其他化学物或元素使该纤维具有耐辐射的性