韓晨晨，鄭振榮*，張楠楠,趙曉明

(1.天津工業(yè)大學(xué) 紡織學(xué)院，天津 300387；2.天津工業(yè)大學(xué) 先進(jìn)紡織復(fù)合材料教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300387)

阻燃戰(zhàn)訓(xùn)服的發(fā)展現(xiàn)狀及研究進(jìn)展

韓晨晨1,2，鄭振榮1,2*，張楠楠1,2,趙曉明1,2

(1.天津工業(yè)大學(xué) 紡織學(xué)院，天津 300387；2.天津工業(yè)大學(xué) 先進(jìn)紡織復(fù)合材料教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300387)

綜述了目前國內(nèi)外單兵阻燃戰(zhàn)訓(xùn)服的發(fā)展現(xiàn)狀，以及阻燃戰(zhàn)訓(xùn)服用纖維及面料的研究進(jìn)展，介紹了纖維及面料用阻燃劑和阻燃標(biāo)準(zhǔn)。目前單兵戰(zhàn)訓(xùn)服用高性能纖維及面料的制備技術(shù)已成熟，如芳綸、芳香族聚酰亞胺纖維、三聚氰胺纖維、聚對苯撐苯并二噁唑纖維、芳砜綸等及其織物，且戰(zhàn)訓(xùn)服用阻燃劑已轉(zhuǎn)向清潔、高效、綠色阻燃劑發(fā)展。今后，阻燃戰(zhàn)訓(xùn)服應(yīng)保證士兵肢體活動的靈活性，需要優(yōu)選輕質(zhì)高效的隔熱材料如氣凝膠來滿足戰(zhàn)訓(xùn)服的隔熱性能，同時戰(zhàn)訓(xùn)服還應(yīng)具有良好的穿著舒適性。

戰(zhàn)訓(xùn)服 高性能纖維 阻燃劑 阻燃性能 穿著舒適性

戰(zhàn)訓(xùn)服是士兵在作戰(zhàn)、訓(xùn)練、勞動和執(zhí)行任務(wù)時穿著的制式服裝，是部隊(duì)穿用率最高的常規(guī)系列服裝之一[1]。戰(zhàn)訓(xùn)服的作用是在自然環(huán)境及戰(zhàn)爭中，使人體減少甚至免受傷害，因此戰(zhàn)訓(xùn)服不僅要堅(jiān)牢耐穿、便于實(shí)戰(zhàn)環(huán)境中士兵活動，而且要有良好的防護(hù)性能?，F(xiàn)代常規(guī)戰(zhàn)爭的統(tǒng)計(jì)資料表明，由火焰、熾熱金屬或熱液造成的熱力燒傷占傷員總數(shù)的3%～10%，如在伊拉克戰(zhàn)爭中，美軍有兩萬多名士兵受傷，至少有3 000多名士兵被燒傷或燒死[2]。因此研究士兵戰(zhàn)訓(xùn)服的阻燃性能顯得尤為重要。世界各國都在研制具有阻燃作用的戰(zhàn)訓(xùn)服，使戰(zhàn)訓(xùn)服的防護(hù)能力日益增強(qiáng)，使士兵在戰(zhàn)場燃燒環(huán)境中免受危害，同時戰(zhàn)訓(xùn)服的科技含量也在提高[3]。

為使戰(zhàn)訓(xùn)服具有良好的阻燃性能，保證士兵生命安全，以美國為首的發(fā)達(dá)國家開發(fā)了高性能阻燃纖維，如芳綸、芳香族聚酰亞胺纖維、三聚氰胺纖維、聚對苯撐苯并二噁唑(PBO)纖維等應(yīng)用于戰(zhàn)訓(xùn)服中，提高了熱防護(hù)性能。在戰(zhàn)訓(xùn)服用阻燃劑方面，歐洲國家對紡織材料用阻燃劑的要求嚴(yán)格，紡織材料用阻燃劑在加熱或燃燒產(chǎn)生致癌物質(zhì)對人體造成傷害，在紡織材料上禁用。在阻燃性能的基礎(chǔ)上，保證其在加熱或燃燒過程中對人體無毒害作用。美國已研發(fā)綠色高效的無鹵阻燃劑應(yīng)用于紡織材料的阻燃整理。目前，我國對單兵戰(zhàn)訓(xùn)服的阻燃性能研究已有成效，但與發(fā)達(dá)國家相比還有差距。獨(dú)立研發(fā)的高性能阻燃纖維的種類少，生產(chǎn)工藝相對落后；無毒無害的綠色阻燃劑在塑料、建材等方面使用較多，在紡織材料阻燃方面的應(yīng)用還較少。因此，通過總結(jié)國內(nèi)外單兵戰(zhàn)訓(xùn)服阻燃性能的研究發(fā)展現(xiàn)狀，指出我國在該技術(shù)上的差距，為以后提高戰(zhàn)訓(xùn)服阻燃性能提供研究方向。

1 國內(nèi)外單兵阻燃戰(zhàn)訓(xùn)服的發(fā)展現(xiàn)狀

據(jù)戰(zhàn)場燒傷研究報(bào)道，因戰(zhàn)火燒傷的人數(shù)約占傷亡總?cè)藬?shù)的1/4，當(dāng)人體總面積有11%～30%的Ⅱ度燒傷或10% 的Ⅲ度燒傷時，士兵就會喪失戰(zhàn)斗力[4]，所以研究單兵戰(zhàn)訓(xùn)服的阻燃性能尤為重要。戰(zhàn)訓(xùn)服的阻燃性能是指防止服裝燃燒或者減慢并阻止火焰燃燒的功能。戰(zhàn)訓(xùn)服的阻燃標(biāo)準(zhǔn)是阻止而且延緩被點(diǎn)燃的時間達(dá)到12 s以上，目的是為士兵在戰(zhàn)場上逃生贏得寶貴時間[5]，減少士兵傷亡狀況，提高作訓(xùn)效率。

1.1 國外單兵阻燃戰(zhàn)訓(xùn)服的發(fā)展現(xiàn)狀

美國等發(fā)達(dá)國家對戰(zhàn)訓(xùn)服的阻燃性能研究較早，通過戰(zhàn)場環(huán)境中實(shí)踐，不斷改進(jìn)戰(zhàn)訓(xùn)服的防護(hù)性能，使士兵免受自然環(huán)境的危害，提高作戰(zhàn)效率。以美國為例，在伊拉克戰(zhàn)爭中，美軍不僅展示出高技術(shù)武器裝備，也充分展示了高技術(shù)單兵防護(hù)裝備。因此出現(xiàn)在伊拉克戰(zhàn)場上的美軍新型戰(zhàn)訓(xùn)服得到了世界各國的關(guān)注[1]。美國NFPA 1971 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定防護(hù)服由阻燃、耐高溫、高強(qiáng)力的外殼層、阻止高溫液滴進(jìn)入且又透氣的蒸汽阻擋層和有耐高溫性能的隔熱層組成。美軍陸軍戰(zhàn)訓(xùn)服標(biāo)準(zhǔn)版(ACU)及其阻燃版(FRACU)是目前美國陸軍裝備的戰(zhàn)訓(xùn)服。標(biāo)準(zhǔn)版ACU戰(zhàn)訓(xùn)服具有質(zhì)量輕、透氣好和快干的特點(diǎn)。阻燃版FRACU材料由65%的阻燃粘膠纖維、25%的對位芳綸和10%的聚酰胺纖維組成，這是考慮粘膠纖維具有良好的吸濕透氣性，再加上其阻燃性能，士兵穿起來比較舒適，且粘膠纖維易于染色；對位芳綸除了有良好的阻燃隔熱性，更重要的是具有高強(qiáng)度和高模量，耐磨性好[6]。從2010年底開始，所有被部署到海外的美國陸軍士兵都配發(fā)了迷彩阻燃戰(zhàn)訓(xùn)服，這種阻燃戰(zhàn)訓(xùn)服設(shè)計(jì)可防止三級燒傷以及多達(dá)30%的二級燒傷。

1.2 國內(nèi)單兵阻燃戰(zhàn)訓(xùn)服的發(fā)展現(xiàn)狀

我國GA 10—2014《消防員滅火防護(hù)服》標(biāo)準(zhǔn)中，阻燃防護(hù)服主要由4部分組成，包括有阻燃性和熱穩(wěn)定性的外層、具有透氣性的防水層、具有阻燃性和熱穩(wěn)定性的隔熱層和舒適層。我軍戰(zhàn)訓(xùn)服面料之一為阻燃滌/棉混紡織物，外層材料中阻燃棉或阻燃粘膠纖維占65%；阻燃棉主要使用成分為四羥基氯化磷的阻燃劑整理獲得，在燃燒過程中，阻燃劑降解為磷酸，磷酸使纖維脫水和碳化形成碳化層，有效抑制其燃燒；熔融的滌綸覆蓋在熱解的棉纖維表面，而熱解棉纖維的碳架阻止滌綸的熱收縮，因而不會自動滴落脫離燃燒的熱源，使織物具有耐久的阻燃性能。采用對位芳綸可以提高服裝的耐磨性、強(qiáng)度和模量，對位芳綸還具有一定的防彈能力，被譽(yù)為“防彈纖維”[7]。另外，在阻燃且抗熔滴性要求較高時，我國通過芳綸1313/棉混紡織物作為戰(zhàn)訓(xùn)服面料主要原料[8]，且已解決芳綸織物的染色問題，目前普遍采用載體染色法對芳綸進(jìn)行染色[9]。

2 國內(nèi)外阻燃戰(zhàn)訓(xùn)服用纖維及面料的研究現(xiàn)狀

研究戰(zhàn)訓(xùn)服用面料的阻燃性能，要探討組成面料的纖維的性能。纖維獲得阻燃性能的機(jī)理是阻礙纖維熱裂解，隔絕可燃性氣體，阻斷熱反饋回路，從而消除或減輕燃燒三要素(可燃物質(zhì)、溫度、氧氣)的影響，達(dá)到阻燃目的[10]。目前隨著對纖維、面料及阻燃劑的研究，高性能阻燃纖維受到人們越來越多的關(guān)注。

2.1 國外阻燃戰(zhàn)訓(xùn)服用纖維及面料的研究現(xiàn)狀

世界各國的阻燃纖維技術(shù)水平存在很大差距，高技術(shù)主要集中在美、日、法、德等發(fā)達(dá)國家。美國杜邦公司首先對芳綸1313進(jìn)行研究，并實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，商品命名為Nomex?，并作為高技術(shù)產(chǎn)品首先在航空航天方面應(yīng)用。芳綸1313最突出的特點(diǎn)就是耐高溫，可在220 ℃高溫下長期使用而不老化，尺寸穩(wěn)定性極佳；因其極限氧指數(shù)大于28%，屬于難燃纖維[11]。芳綸1313因其優(yōu)越的性能和廣闊的市場前景，使之受到更多的關(guān)注。日本帝人公司研制出芳綸1313，其商品名為Teijinconex纖維。法國羅那公司研究了聚酰胺-酰亞胺纖維(Kermel纖維)，Kermel纖維具有耐久的阻燃性能、優(yōu)異的絕熱性能、良好的穩(wěn)定性，在熱降解燃燒時不產(chǎn)生有害氣體，且該織物在高溫下不熔融[12]。德國巴斯夫公司在美國投產(chǎn)了三聚氰胺纖維，三聚氰胺纖維作為一種化學(xué)纖維具有優(yōu)良的阻燃性能，熱穩(wěn)定性好，在火焰中不產(chǎn)生燃燒滴落物[13]，離開火焰后不陰燃[14]，具有自熄性。目前在高性能纖維市場上，美國杜邦公司和日本帝人公司基本占據(jù)壟斷地位，而且逐步向軍用、民用防護(hù)領(lǐng)域進(jìn)軍[15]。

2.2 國內(nèi)阻燃戰(zhàn)訓(xùn)服用纖維及面料的研究現(xiàn)狀

我國研發(fā)的高性能阻燃纖維主要有山東煙臺氨綸股份有限公司生產(chǎn)的芳綸1313、上海合成纖維研究所和上海紡織科學(xué)研究院共同研發(fā)的芳砜綸。芳綸1313因其生產(chǎn)工藝路線復(fù)雜，成本高，世界上美國和日本在全球的芳綸市場占有壟斷地位，而后我國煙臺氨綸股份有限公司研制出芳綸1313的生產(chǎn)路線，并實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，目前已被譽(yù)為世界第二大制造芳綸的企業(yè)。芳砜綸即聚砜酰胺纖維，是我國獨(dú)立研制并規(guī)模化生產(chǎn)的耐高溫纖維，打破了國外對高性能阻燃纖維的壟斷地位[16]。芳砜綸的機(jī)械性能接近于芳綸1313，且熱學(xué)性能優(yōu)于芳綸1313[17]。

2.3 國內(nèi)外戰(zhàn)訓(xùn)服用阻燃劑及阻燃標(biāo)準(zhǔn)

賦予材料阻燃性能有兩種方式，一是材料用纖維具有阻燃性能；二是材料后整理過程中用阻燃劑整理。阻燃劑的作用主要是阻礙纖維燃燒裂解的反應(yīng)歷程、產(chǎn)生不可燃性氣體、生成熔融物質(zhì)覆蓋在纖維表面等，使纖維燃燒循環(huán)受阻[18]。目前阻燃劑的種類繁多，一般按是否含鹵元素分為鹵素阻燃劑和無鹵阻燃劑兩大類[19]。

鹵素阻燃劑作為有機(jī)阻燃劑具有添加量少、阻燃性能優(yōu)良、成本低等特點(diǎn)，在市場上應(yīng)用廣泛。然而，依據(jù)國際環(huán)保紡織協(xié)會OEKO-TEX?Standard 100 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，含鹵素阻燃劑因其燃燒產(chǎn)生致癌物質(zhì)對人體造成傷害，在紡織品上禁用。據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)介紹，美國、日本、歐洲等發(fā)達(dá)國家對材料的阻燃性能要求嚴(yán)格，在不同行業(yè)、不同材料的測試都有相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，如消防服歐洲安全標(biāo)準(zhǔn)采用EN-46；傳統(tǒng)溴、銻阻燃劑因其在燃燒或加熱過程中釋放有害物質(zhì)，在歐美等發(fā)達(dá)國家已被禁用[20-22]。所以許多國家開始研究清潔、高效、與材料相容性好的無鹵阻燃劑。

在無鹵阻燃劑的研制方面，國外主要針對有機(jī)磷系阻燃劑、膨脹型阻燃劑、含氮阻燃劑、無機(jī)阻燃劑和含硅阻燃劑進(jìn)行研究并替代鹵素阻燃劑[23]。因其不含鹵銻元素，且燃燒產(chǎn)生的有害物質(zhì)少，發(fā)煙量少，是綠色阻燃劑。如美國Cyanamide公司開發(fā)的Cyagard RF-1阻燃劑，化學(xué)名為亞乙基雙三(2-氰乙基)溴化磷，是目前應(yīng)用最廣泛的耐熱高溫阻燃劑[24]。該類阻燃劑不破壞織物原有的物理機(jī)械性能，在市場上被廣泛應(yīng)用，如可對防雨布、工作服和軍用棉布進(jìn)行阻燃處理[25]。無鹵阻燃劑巨頭德國科萊恩公司研制生產(chǎn)出Exolit AP系列高品質(zhì)無鹵阻燃劑，主要成分是聚磷酸鹽，該阻燃劑聚合度高、抗水性好、采用科萊恩獨(dú)特的大規(guī)模連續(xù)聚合工藝及改性技術(shù)生產(chǎn)，可用作膨脹型阻燃涂料。目前，還研制出復(fù)合型阻燃劑和無機(jī)環(huán)保型阻燃劑(ATM)，復(fù)合型阻燃劑作用效果好，熱穩(wěn)定性和耐久性良好；無機(jī)環(huán)保型阻燃劑熱穩(wěn)定性好，不產(chǎn)生腐蝕性和有毒性氣體[26]。此外，有協(xié)同效應(yīng)的復(fù)合阻燃劑的阻燃效果大于單獨(dú)使用某種阻燃劑的效果，可以減少用量，降低成本，國外也有研究[27]。

我國GB 20286—2006《公共場所阻燃制品及阻件燃燒性能要求和標(biāo)識》規(guī)定了公共場所用紡織品阻燃要求，除常規(guī)阻燃測試指標(biāo)外，特別強(qiáng)調(diào)產(chǎn)煙毒性等級或煙密度[28]。許多含鹵素阻燃產(chǎn)品達(dá)不到該標(biāo)準(zhǔn)要求，我國開始研究低煙、無毒的無鹵阻燃劑，目前磷系阻燃劑已在市場上應(yīng)用[22]。

我國已大量生產(chǎn)聚磷酸銨，但織物用磷系阻燃劑國內(nèi)還沒有完全成熟的產(chǎn)品，只停留在實(shí)驗(yàn)階段[29]，有機(jī)磷系阻燃劑低毒、低煙、阻燃性能好，但目前只在塑料、建材等方面較多使用，在紡織材料阻燃方面應(yīng)用還較少[30]。

3 結(jié)語

戰(zhàn)訓(xùn)服的功能性關(guān)系著士兵作戰(zhàn)的效率，士兵在訓(xùn)練和作戰(zhàn)時所應(yīng)對的環(huán)境千變?nèi)f化，戰(zhàn)訓(xùn)服作為戰(zhàn)士的第二皮膚，要求其具有良好的服用性能和防護(hù)性能以幫助他們盡快適應(yīng)不同的作戰(zhàn)環(huán)境。目前，單兵戰(zhàn)訓(xùn)服用高性能纖維的生產(chǎn)技術(shù)已成熟，如芳綸、PBO纖維、芳香族聚酰亞胺纖維等耐熱纖維，纖維及面料用阻燃劑已轉(zhuǎn)向清潔、高效、綠色阻燃劑發(fā)展。在實(shí)戰(zhàn)環(huán)境中，士兵應(yīng)減輕或免受外界火焰及熱輻射傷害，過重的戰(zhàn)訓(xùn)服會限制士兵肢體活動的靈活性，甚至降低救援效率，因此需要優(yōu)選輕質(zhì)高效的隔熱材料來滿足戰(zhàn)訓(xùn)服的隔熱性能，如氣凝膠具有質(zhì)輕、導(dǎo)熱系數(shù)低的特性，在士兵用戰(zhàn)訓(xùn)服方面具有良好的應(yīng)用前景。同時隨著對戰(zhàn)訓(xùn)服的要求提高，戰(zhàn)訓(xùn)服不僅要隔熱阻燃，還要具備良好的舒適性，使士兵在不同環(huán)境中穿著舒適的同時，還可以保護(hù)士兵不受傷害，提高作訓(xùn)效率。

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?國內(nèi)外動態(tài)?

武漢乙烯首產(chǎn)聚丙烯紡絲料新品

2017年5月9日，武漢乙烯聚烯烴分部STPP裝置首次成功生產(chǎn)出聚丙烯紡絲料新寵—HH30S牌號，打破了該裝置一直生產(chǎn)通用料的局面。

該牌號產(chǎn)品具有很高的熔體流動指數(shù)和拉伸強(qiáng)度，用其制作的服裝與裝飾品具有光澤度好、手感柔軟、懸垂性良好、密度小、衣物輕便等特點(diǎn)，是高檔運(yùn)動服和T恤的理想材料。同時，該產(chǎn)品還可制作毛毯、地毯、香煙過濾嘴、一次性醫(yī)用防污服；利用該產(chǎn)品高強(qiáng)度、高韌性的特點(diǎn)，替代鋼筋與混凝土接合，成為未來的發(fā)展方向。 此次HH30S產(chǎn)品生產(chǎn)有別于傳統(tǒng)的氫調(diào)法，首次采用降解法，避免大量氫氣進(jìn)入反應(yīng)器造成軸流泵的軸功率波動。該產(chǎn)品的成功生產(chǎn)，將聚丙烯裝置的生產(chǎn)牌號擴(kuò)大至24個，極大提升了市場競爭力。

(通訊員 鄭寧來)

日本2017年5月化纖生產(chǎn)與庫存概況

日本化纖協(xié)會2017年6月26日《新聞稿》發(fā)表了日本2017年5月份的化學(xué)纖維生產(chǎn)與庫存概況(速報(bào))。

生產(chǎn)動向：化學(xué)纖維生產(chǎn)量為77.476 kt，同比下降3.1%。其中，合成纖維生產(chǎn)量為61.938 kt，同比下降6.7%。從主要品種看，錦綸長絲8.380 kt，同比增長5.7%；腈綸短纖維11.386 kt，同比下降6.1%；滌綸長絲10.477 kt，同比下降6.0%；滌綸短纖維8.213 kt，同比下降16.8%。

庫存動向：化學(xué)纖維庫存量為88.618 kt，環(huán)比增長3.0%，同比下降8.0%。其中，合成纖維庫存量69.357 kt，環(huán)比增長3.6%，同比下降14.4%。從主要品種看，錦綸長絲11.861 kt，環(huán)比增長7.8% ；腈綸短纖維11.524 kt，環(huán)比增長6.7%；滌綸長絲11.019 kt，環(huán)比增長7.9%；滌綸短纖維14.393 kt，環(huán)比增長6.8%。

(通訊員 王德誠)

開灤集團(tuán)發(fā)明高強(qiáng)高模聚甲醛纖維

2017年6月5日，開灤集團(tuán)“一種高強(qiáng)高模聚甲醛纖維及其兩步法熱拉制備方法”獲國家知識產(chǎn)權(quán)局發(fā)明專利授權(quán)。這是繼“一種聚甲醛初生纖維的制備方法”和“一種聚甲醛微米纖維的制備方法”后的又一項(xiàng)聚甲醛纖維方面發(fā)明專利獲得授權(quán)。至此，開灤集團(tuán)煤化工研發(fā)中心申報(bào)的聚甲醛纖維方面3項(xiàng)發(fā)明專利全部獲得授權(quán)，填補(bǔ)了國內(nèi)聚甲醛纖維的空白，打破了國外企業(yè)對高端聚甲醛產(chǎn)品的壟斷。該方法克服了因聚甲醛的結(jié)晶度高、結(jié)晶速度極快等原因造成的聚甲醛初生纖維結(jié)構(gòu)不均勻等問題，利用熔體靜電紡絲技術(shù)制備出了形貌良好、粗細(xì)均勻、表面光滑的聚甲醛微米纖維。

(通訊員 鄭寧來)

Development status and research progress of combating uniform

Han Chenchen1,2, Zhen Zhenrong1,2, Zhang Nannan1,2, Zhao Xiaoming1,2

(1.School of Textiles, Tianjin Polytechnic University, Tianjin 300387; 2. Key Laboratory of Advanced Textile Composites of Ministry of Education, Tianjin Polytechnic University, Tianjin 300387)

The development situation of flame retardant combating uniform for soldiers was reviewed in China and abroad, as was the research progress in the fibers and fabrics for flame retardant combating uniform. The flame retardant and flame retardant standard for the fibers and fabrics were introduced. The preparation technology for the high-performance fibers and fabrics for combating uniform has matured, such as aramid fiber, aromatic polyimide fiber, melamine fiber, poly (p-phenylenebenzobisoxazole) fiber, polysulfonamide fiber and their fabrics. The flame retardants for combating uniform have been developed toward the trend of clean, high performance and green. The flame retardant combating uniform should ensure the flexibility of physical activities, satisfy the heat insulation property through selecting light and high-effeciency aerogel insulation material and provide favorable wearing comfort as well.

combating uniform; high-performance fiber; flame retardant; flame retardance; wearing comfort

2017- 04-17； 修改稿收到日期：2017- 05-27。

韓晨晨(1991—)，女，碩士生。主要研究方向?yàn)闊岱雷o(hù)紡織品的開發(fā)。E-mail：2426951411@qq.com。

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51206122)；天津科委自然科學(xué)基金項(xiàng)目(13JCQNJC03000)。

TQ342.2

A

1001- 0041(2017)04- 0050- 05

*通訊聯(lián)系人。E-mail：tianjinzhengzr@163.com。