阻燃面料阻燃防护服测试方法

阻燃防护服是指在直接接触火焰及炙热的物体时，能减缓火焰的蔓延，炭化形成隔离层以保护人体安全与健康的一种防护服。世界各国每年都有成千上万的人员因衣着不当而受到烧伤，同时发现往往最严重的烧伤源于衣服的燃烧而非火焰本身，燃烧服装下皮肤的烧伤程度往往比直接暴露的皮肤更加严重。作为保障劳动者生命安全与健康的一种人体防护用品，阻燃防护服广泛用于冶金、石油化工、焊接等行业，随着人们安全意识和防护知识的提高以及国内防护服生产的发展，阻燃防护服的应用范围益扩大。
　　阻燃防护服的热防护性能一般都是以制作服装材料的阻燃性能来判定其优劣。除阻燃性能外，热防护服的隔热性、完整性和抗液体渗透性等也是判定阻燃防护服热防护性能的重要指标。一些技术发达国家如美国、欧洲、澳大利亚等国家及地区已经制定了较完整的评定阻燃性能的测试方法。
1 美国消防协会标准
1.1 NFPA 1971 NFPA 1971为建筑灭火中消防员的全套装备标准，规定了建筑物火灾中消防员着装的起码要求，包括服装设计、安全性能以及衣服组件及配套物品（上衣，裤子，头盔，手套，鞋靴）的全面检测。其中，热防护性能测试法（即TPP法）是通过测定热源经织物及其他材料表面到达人体，导致二级烧伤度所需要的热能，据此来评价织物的热防护性能。操作方法是：在被测试样的一面放置热源，另一面放置热量计，热源和被测试样之间有一可以活动的隔热板，平时隔热板阻隔热源和被测试样，测试时隔热板打开，被测试样暴露在热源中，通过测量一定时间内热量计的热能变化来测得试样的热通量，并记录达到二度烧伤所需要的时间，从而测得试样的热防护指标TPP值。
1.2 NFPA 1975 NFPA 1975 为火灾及紧急事件防护服测试标准，常用于工业阻燃防护服的阻燃性能的判定。防护服面料阻燃性能采用垂直燃烧试验方法。另外，500 °F烘箱测试方法用于确定材料的热稳定性，要求将材料置于500 °F高温烘箱内5 min，其中缩水率不能超过15 %，然后根据材料是否会点燃、熔化、滴落或分解来判定其他热防护性能。
1.3 NFPA 2112 NFPA 2112为工业用阻燃防护服标准，是未来工业用阻燃防护服法律法规建立的试验基础。它综合阐述了工业用阻燃防护服的热防护性能要求，包括一系列的热防护性能试验。 (1) 垂直燃烧性能试验。将材料暴露于标准火焰12 s，将火焰移开后，判定其是否会被点燃和燃烧损毁长度等。 (2) 热辐射和热对流混合作用防护性能试验，简称TPP法。 该方法测试是将一块6平方英寸的布料放置于总能量密度为2 cal/(cm2•s) 的热对流及辐射热源下，然后记录达到二级烧伤所需的时间，TPP值即为时间乘以cal/cal/(cm2•s) 的数值。TPP值越高，织物提供的防护能力越强。和垂直燃烧试验不同，TPP试验可以告诉我们模拟人体皮肤透过各种不同的布料达到二级烧伤所须吸收能量的多少，也就是说TPP值越高，则布料对于暴露于高温及高热火焰下身体的保护性越好，单位TPP值更是热防护性能的最直接体现。 (3) 热力人体模型试验。该试验是让全身含有122个温度测试器的6英寸高的人体模型穿上防火服，并使其暴露于12丙烷火焰喷射器所集合成的2 cal/cm2·s热源中，计算机根据从122个温度测试器所收集的数据资料，模拟出人体皮肤可能受到的二级和三级烧伤度及部位。这是当今世上最先进的与真人尺寸相同的热灼伤评估系统。为了更进一步模拟在实际火焰中人体的烧伤程度，用来测试整套衣服在模拟实际火焰状况下，衣服所能提供的保护程度。通过此试验，我们可预测身体可能达到的二级或三级烧伤度，全身烧伤度越低，则存活机会就越大。 (4) 热稳定性试验与NFPA 1975 标准中500 °F烘箱测试基本相同。
2 欧盟标准
2.1 EN 531 EN 531为欧盟工业热防护服标准。该标准对阻燃防护服的总体性能、构造设计、尺寸的稳定性、火焰蔓延、耐热及融化金属性能、尺码标记和唛头、用户信息、识别图案等内容作了规定。阻燃性能试验方法采用EN 532 进行。EN 532是限制性火焰扩散速度的测试方法，该试验方法是在垂直放置材料表面点火10 s，判定标准如下： (1)任何试样不应有燃烧蔓延至织物边沿或是织物上端； (2)任何试样不应有破洞形成； (3)任何试样不应有燃烧熔滴或是熔融物坠落； (4)续燃时间须小于等于2 s； (5)阴燃时间须小于等于2 s。
2.2 EN 470 EN 470为欧盟焊工及相近工种热热防护服标准，规定了阻燃防护服的设计要求、材料要求、安全要求、尺码标记和唛头、用户信息、识别图案等。按规定方法对试样进行水洗或是干洗以后，沿用EN 532试验方法进行面料的燃烧蔓延性能测试。除此之外，依照EN 348的要求对金属细小熔滴物坠落后的影响进行评估。对检测样品进行水洗或是干洗以后，若10块检测样上平均坠落的熔滴物在15和15.5滴之间，那么要进行第二次10块布样检测，评判应根据20块布样检测的平均数据为准。
2.3 EN 469 EN 469为欧盟消防防护服标准，主要考虑的是大型火灾中对热和火焰加以防护，不包括诸如清除外溢化学物、森林火灾、近距离救火、道路事故救助等特殊任务或特殊火险防护中使用的服装。该标准包括防护服的总体要求、重要安全要求、附加要求、标记唛头、用户信息和识别图案。除了耐火性外，外表层织物还必须具备一定的物理性能，以适应外部环境条件，如热应力等。这些基本的安全性能包括剩余强度、耐热性、拉伸强度、撕裂强度、表面润湿性和尺寸变化等。该标准要求将外表层暴露在日流量密度为10 kW/m2的热源下，外表层织物的剩余强度即拉伸强度和撕裂强度必须分别大于450 N和25 N。另外，该标准还规定任何用于消防用防护服的织物，都必须通过耐热性测试。测试方法是将试样放在260 °F的恒温加热箱中，测试中试样不能熔化、滴流或引燃且收缩率应小于等于5 %。
3 澳大利亚及中国标准
3.1 AS 4824-2001 AS 4824-2001 为澳大利亚（过渡版本）消防员防护服标准。该标准规定了用于野外和森林救火消防员的着装的设计要求，抽样方法和预处理方法，热防护性能要求，机械性能要求，工效与舒适性要求，总体要求，制造商信息和标记唛头。其中，热防护性能要求的测试方法采用与EN 532类似的方法进行测试。
3.2 GB 8965-98 GB 8965-98为中国国家阻燃服标准。本标准适用于工业炉窑、金属热加工、焊接、化工、石油等场所，从事有明火或散发火花或在熔融金属附近处操作，以及在有可燃物质并有发火危险的地方工作时所穿用的阻燃防护服。该标准参照1988年同名标准与国际同类标准而颁布的工业阻燃服标准，并对以下方面作了详细规定：阻燃防护服的整体性能、面料和缝线的阻燃性能、阻燃防护服的机械性能、构造设计、加工制作、成品标记和包装运输、检验方法等。其中面料的阻燃性能试验方法采用GB/T 5455，该试验方法类似于EN 532即在垂直放置的材料表面点火10 s，然后根据测试参数续燃时间、阴燃时间以及损毁长度将面料分为三个级别。经阻燃整理后的织物，达到二级者为合格，一级者为优秀品。测试面料经过50次洗涤后，不得低于三级，在试验中发现产品有熔化收缩现象为不合格品。
4 结束语
我国的阻燃纺织品性能测试方法正在向国际上常用标准靠拢，有的是直接采用，有的是等同或等效采用，在产品标准上也朝国际化和系列化方向发展。我国的消防部门已针对消防员普通防护服性能要求及试验方法、消防隔热服、消防避火服和消防防化服四个产品形成了行业系列标准。目前，在性能要求的全面性和多重性方面，纺织防护产品标准除了阻燃性要求外，已向适用性方面发展，如服装面料有强力、透气（湿）、硬挺度、缩水率、颜色及毒性等要求。另外，视不同的使用环境还要增加特殊防护性能的要求，焊接服要增加防熔融金属滴冲击的要求，消防服要增加抗辐射和防水性要求，石化和煤矿用防护服要增加抗静电性等要求。 随着科技的进步，人们安全意识和自我保护意识的提高以及相关法规的出台，各种高质量防护产品将被相关行业广泛接受，对它的研究也会越来越深入。未来的防护服将会不断提高质量和降低成本，采用新型合成材料，集防火、防毒、防化等多种防护功能为一体，并向穿着舒适性发展。