高性能防护服的发展现状与展望_王来力

防护装备技术研究ChinaPersonalProtectiveEquipment202009年第3期中国个体防护装备高性能防护服的发展现状与展望王来力（东华大学上海200051）CurrentSituationandprospectofhighcapabilityexposuresuitsWangLaili（DonghuaUniversityShanghai200051China）【Abstract】Thermalprotectivesuits，coldprotectivesuits，bullet-proofvestandmechanicalharmprotectivesuits，medicalprotectivesuits，staticprotectivesuits，radicalizationprotectivesuitsandNBCprotectivesuitswereintroduced.Thedevelopingactualityandtrendofhighcapabilityexposuresuitswereanalyzed.【Keywords】highcapabilityexposuresuits；actuality；trend1引言防护服是保护人们在生产、工作中避免或减少职业伤害的服装，按照使用性能可以分为普通防护服和特种防护服，其中特种防护服又称为高性能防护服。高性能防护服具有高强度、高模量、耐高温、阻燃、防紫外线、防辐射、耐腐蚀等性能，可以较好的为在特种环境下作业的人员提供防弹、防辐射、防恶劣天气、防化学腐蚀、防感染等特殊保护。按照使用场所和防护性能，高性能防护服可以分为热防护服、极冷防护服、静电防护服、辐射防护服、医用防护服等。高性能防护服的研制属于高新技术，我国历来重视从业人员的职业安全，在高性能防护服的研究领域也取得了一定的进展，较好地保障了在特殊环境下工作的人员的身体健康和安全生产［1-3］。2高性能防护服的分类2.1热防护服热防护服是指在高温环境中穿用的、能促使人体热量散发、防止热中暑、烧伤和灼伤等危害的防护服装，因此其必须具备阻燃性、拒液性、燃烧时无熔滴产生、遇热时能够保持服装的完整性和穿着舒适性等性能。热防护服的防护原理是降低热转移速度，使外界的高热缓慢而少量的转移至皮肤［4］。生产热防护服的织物一般分为4类，分别是热辐射防护织物、热绝缘织物、阻燃织物和耐熔融抗金属溅射织物等。在热防护织物中应用的纤维材料有芳纶、聚苯并咪唑、聚苯硫醚纤维等有机耐高温纤维和玻璃纤维、炭纤维、硅纤维等无机耐高温纤维。目前开发研制的新型热防护材料有芳砜纶纤维、NomexⅢA等，另外相变材料的应用也成为热防护服研究的热点。热防护服织物的加工方法主要有纯纺法、混纺法、涂层加工法和多层织物复合法等［5］。2.2极冷防护服极冷防护服是指在温度极低的环境下能维持人体正常体温，防止人体冻伤等危害的防护服装。极冷防护服的防护原理主要是在人体皮肤和外界冷源之间形成一层静止空气，降低皮肤与外界的热量交换，从而产生隔热防【摘要】本文介绍了热防护服、极冷防护服、防弹衣和机械伤害防护服、医用防护服、静电防护服、辐射防护服和NBC防护服等高性能防护服，分析了高性能防护服的发展现状和发展趋势。【关键词】高性能防护服现状趋势防护装备技术研究ChinaPersonalProtectiveEquipment寒的作用，因此，增加静止空气的量将是提高极冷防护服性能的能等。用于生产医用防护服的材料主要有非织造布、层压复合材料器是在军事领域应用的3种杀伤力巨大的非常规武器，通常被称一个重要途径。用于制作极冷防护服的材料有PTFE层压防水透湿织物、金属镀膜织物、超细纤和涂层复合材料，其中非织造布在医用防护服上的应用较广［10-11］。2.5静电防护服为核生化武器（NBCAWeapon）。另外，随着化学和生物技术的发展以及人们对核能的开发，一些维保温材料、中空纤维保温材料服装在穿着过程中常常产生化学事故、核电事故对人们的生和光热转换和蓄热纤维等［6-7］。静电，如果这些静电不能及时的命带来极大的威胁，核生化防护2.3防弹衣和机械伤害防护服防弹衣在军队、警察队伍中散逸，就可能给人体带来伤害。如医院手术室由于织物静电放电服（NBC防护服）的研制和应用对保护人们免受上述危害起到了应用较广，可以分为防弹外套、防弹风衣和防弹背心等。防弹衣使麻醉药物爆炸，油料仓库工作人员的工作服与容器摩擦产生静很大的作用。NBC防护服的防护原理分为解毒型、吸附型和隔绝由硬质和软质防弹材料制成，其电火花引起火灾等，另外静电还型3种，不同类型的NBC防护中硬质材料包括不锈钢、铝合金、氧化铝陶瓷板等，软质材料主要是芳纶。机械伤害防护服是可以使人体血液的pH值升高，引起人体不适。静电防护服的生产方法主要有抗静电整理或使用服的加工方法各不相同。例如解毒型NBC防护服可以通过浸渍法、微胶囊涂覆法和中空纤维填指能够防切割、防锯、防玻璃或导电纤维和抗静电纤维等。抗静充法等方法将解毒剂添加其中，其他尖锐物体带来机械伤害的防护服，多由芳纶及其混纺织物制电整理是指在合成纤维的纺丝和织造过程中及服装的后整理过程起到防护的效果。吸附型NBC防护服选用具有吸附作用的材料成，主要用于玻璃、金属切割等中加入抗静电剂，以达到抗静电来制作，从而起到防护的作用，自动化机械加工领域，可以大大的性能，抗静电纤维和导电纤维例如在织物中加入活性炭颗粒或降低人体躯干和四肢的割伤事故，的混纺或嵌织也可以起到很好的纤维。隔绝型NBC防护服主要保护工作人员的人身安全［8-9］。2.4医用防护服医用防护服是指用于医学防护，为医护人员提供保护，使他们在为病人从事诊疗、护理的过程中免受病菌、病毒侵害的防护服。医用防护服是医用防护用品的重要组成部分，其基本要求是阻隔病毒、细菌等有害物质，保护医护人员在诊疗、护理过程中不被感染，这就要求医用防护服具有很高的过滤病毒颗粒的性能和抗血液、体液渗透的性能。另外医用防护服还要满足正常的使用功能要求，有较好的穿着舒适性和安全性，例如具有较好的透湿性、阻燃性能和耐酒精腐蚀性抗静电效果［12-13］。2.6辐射防护服辐射可以分为粒子辐射和电磁波辐射，其中粒子辐射包括中子辐射、质子辐射和电子辐射等，电磁波辐射分为X射线、紫外线和微波辐射等。这些辐射对人体的危害较大，其中电磁波辐射和中子辐射比较难防护。辐射防护服应该具有良好的导电性能，还要有很好的加工性能，生产此种防护服的材料有金属纤维及其混纺交织织物、真空镀层织物、金属涂层织物、硫化铜织物和化学镀金属织物等［14-15］。2.7核生化防护服核武器、生物武器和化学武是采用涂层技术和复合技术来防止毒剂的渗透，保护人体免受毒剂的伤害［16-18］。3高性能防护服的发展趋势高性能防护服可以有效地抵御外界因素给在特定环境下作业的工作人员带来的人身伤害，对保证工作人员的生命安全和健康具有重要意义。随着科技的发展，高性能纤维、新型加工整理技术在高性能防护服上得到广泛的应用，使高性能防护服的防护性能在逐渐提高，穿着舒适性和日常护理性能也得到较大的改进。目前高性能防护服的发展趋势主要表现在以下几个方面［19-21］。2009年第3期中国个体防护装备21防护装备技术研究ChinaPersonalProtectiveEquipment（1）高防护性能随着先进技术在各个领域的应用，人们所面临的人身伤害的威胁程度也在增加，因此要进一步地改进高性能防护服的防护性能，可以通过开发高性能纤维和改进防护服的加工技术来实现。例如对位芳纶、间位芳纶、PBI纤维等高性能纤维的开发应用，极大地提高了热防护服的防护性能。美国技术人员采用一种多轴向铺层系统，将每层结构中的纱线配置到准确的位置上，以实现给定方向的最大强力，生产出的防弹织物质地柔软，重量较轻，防弹能力比普通机织物提高15%。（2）较好的穿着舒适性高性能防护服在提供较好的防护性能的同时，也要有较好的穿着舒适性，这样才能降低穿着的不适感，提高工作人员的工作效率。高性能防护服的穿着舒适性与材料的重量、手感、透气透湿性能等因素密切相关。选择性子技术等在高性能防护服上的应用，使其变得智能化。例如在高性能防护服中加入微电子系统，可以实时地反馈穿着者所处的环境状况，实现自我调节。纳米技术的应用不仅提高了高性能防护服的防护性能，还使其具有识别功能、隐身功能、治疗功能等特殊作用。近几年来，我国已对高性能防护服的研发予以很大重视，也取得了一定的进展，但是和发达国家相比，还存在着一定的差距。这些差距表现在新型材料的开发、加工技术的改进和高性能防护服的标准化体系建设，我国的相关技术人员要在认清差距的前提下，努力赶超，使我国的高性能防护服的研发达到国际先进水平，更好地保护穿着者的人身安全。参考文献［1］顾振亚.高技术防护织物发展动向究与应用（I）［J］.纺织学报，2003，24（5）：499-502.［7］王西亭.防寒服保暖材料研究［J］.中国个体防护装备，2003（5）：12-14.［8］郭静荷，姜亚明.防刺个体装甲材料的发展与现状［J］.产业用纺织品，2004（6）：5-13.[9]王浩.防弹衣及防弹用复合材料［J］.高科技纤维与应用.2001，26（5）：22-23.［10］陈康振.医用防护材料的发展及应用［J］.新纺织，2004（7）：16-19.［11］张建春，郝新敏，周国泰.医用防护服研究现状及SARS防护服的性能要求［J］.西安工程科技大学学报，2003，17（3）：9-15.［12］贺晓丽.纺织品的抗静电整理［J］.天津纺织科技，2006（2）：5-9.［13］裘康，刘绒，安玉山.抗静电织物的加工方法与性能评定［J］.纺织科技进展，2005（2）：49-51.［14］彭清涛，张康征.辐射防护服［J］.中国个体防护装备，2003（2）：27-29.［15］汪秀琛，张欣.防电磁辐射服装的防护机理［J］.纺织科技进展，2005（5）：26-28.［16］李和国，刘斌，李雷等.生化防透过膜复合材料、相变材料等在［J］.中国劳动防护用品，2001，38护服材料技术［J］.中国个体防护高性能防护服上应用，减轻了防护服的重量，增加了透气透湿性能，还可以调节温度，显著地改善了防护服的穿着舒适性。（3）多功能性防护服在穿着的过程中往往要防护多种外界因素带来的伤害，如果防护服不能完全防护这些伤害因素，就可能对防护服造成破坏，使防护服的防护性能降低甚至丧失，危害穿着者的人身安全。（4）智能型相变材料、纳米技术和微电（1）：24-29.［2］姚晓琳.特种防护服的发展概况［J］.上海纺织科技，2003，31（5）：50-52.［3］仇美君，季英超.浅谈我国的防护服装［J］.中国个体防护装备，2005（6）：20-21.［4］范杰，郭秉臣.热防护织物的性能研究［J］.北京纺织，2005，26（1）：39-43.［5］李红燕，吴宣润，张渭源等.热防护服织物性能与综合防护能力的关系［J］.纺织学报，2008，29（9）：59-62.［6］张华.防严寒纺织品和服装的研装备.2006（3）：25-28.［17］周长年，郝新敏.生化防护服吸附材料［J］.中国个体防护装备，2005（5）：21-23.［18］刘江歌，张道林，姜燕.核生化个体防护制备现状与发展［J］.现代军事，2001（7）：13-14.［19］杨晓燕.防护用纺织品的发展［J］.中国个体防护装备，2004（4）：31-32.［20］陈晓，蒋毅.美军先进个体防护技术及其应用［J］.中国个体防护装备，2007(2):16-18.［21］魏征.防护服用新型智能纺织品［J］.中国个体防护装备，2002（5）：27-28.222009年第3期中国个体防护装备