文/本刊記者 侯春婷

眾所周知，大部分的紡織品都是易燃的。對(duì)于普通人在生活中使用來(lái)講，阻燃性能好壞也許不那么重要，但是對(duì)于從事危險(xiǎn)性行業(yè)的人員，比如消防員、森林防火員、加油站人員、部隊(duì)?wèi)?zhàn)地人員等， 工作制服阻燃性能的好壞，將直接關(guān)系到生命安全！

因此，很多國(guó)家對(duì)于這類(lèi)功能性服裝提出了更加嚴(yán)格的要求，只有阻燃性能達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)才能進(jìn)入市場(chǎng)銷(xiāo)售。

目前來(lái)看，常規(guī)的燃燒性測(cè)試都是通過(guò)測(cè)試織物面料來(lái)出具評(píng)估結(jié)果的。但從織物到服裝，其間有面輔料的加入、織物形態(tài)和整體結(jié)構(gòu)的改變，以及穿著服裝后的人體動(dòng)作，這些改變是否會(huì)影響服裝的阻燃性能？能否直接測(cè)試整件服裝的實(shí)際阻燃性能？怎么來(lái)評(píng)估服裝的阻燃性能，對(duì)于人體在火災(zāi)及戰(zhàn)場(chǎng)等實(shí)際工作環(huán)境中的防護(hù)作用？燃燒假人測(cè)試系統(tǒng)的評(píng)估結(jié)果，對(duì)于面料及服裝研究有什么重要意義？帶著這些問(wèn)題，本期我們邀請(qǐng)溫州大榮紡織儀器有限公司研發(fā)部部長(zhǎng)張金忠分享一種紡織品阻燃測(cè)試的新方法。

1 對(duì)于一些特殊危險(xiǎn)性職業(yè)的人員來(lái)說(shuō)，紡織品的易燃性能是非常致命的。因此紡織行業(yè)研究人員一直在研發(fā)具有阻燃性的紡織品。請(qǐng)問(wèn)目前，國(guó)內(nèi)、外現(xiàn)有的關(guān)于紡織品阻燃性能測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)和方法有哪些？各有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？

張金忠：紡織品阻燃性能測(cè)試方法有很多種，每個(gè)國(guó)家?guī)缀醵加凶约旱膰?guó)家標(biāo)準(zhǔn)，不同種類(lèi)織物有不同的測(cè)試方法。

國(guó)內(nèi)的紡織品阻燃性能測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)和方法中，目前主要被采用的有GB/T 5455、GB/T 13488/13489、GB/T 2408、GB/T 14644/14645，以及ISO1210、ASTM D6413、ASTM D11230、ASTM D5132等，這些標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的測(cè)試方法，基本上都是以紡織品面料的小樣作為測(cè)試的樣品，把測(cè)試小樣按一定的角度及位置擺放，用小火苗來(lái)對(duì)試樣進(jìn)行點(diǎn)燃，通過(guò)對(duì)火焰的續(xù)燃時(shí)間及蔓延的距離、速率等，來(lái)評(píng)估試樣的阻燃性能。

這些測(cè)試方法的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單快捷，一個(gè)試驗(yàn)可以很快地完成并得出結(jié)果，并且能一定程度上來(lái)評(píng)估紡織品的阻燃性能。

但是這些測(cè)試方法的缺點(diǎn)也是顯而易見(jiàn)的，只能對(duì)面料試樣本身進(jìn)行定性的評(píng)估，不能代表面料制作成服裝以后，成品服裝對(duì)于人體的實(shí)際防護(hù)的效果，更不能對(duì)人體的實(shí)際防護(hù)效果進(jìn)行量化評(píng)判。

長(zhǎng)期以來(lái)，如何客觀科學(xué)地評(píng)價(jià)軍服、防火服、消防服等特種服裝的防護(hù)性能，是個(gè)困擾業(yè)界的難題，燃燒假人測(cè)試技術(shù)，是國(guó)際上公認(rèn)的客觀評(píng)價(jià)服裝整體熱防護(hù)性能的最好技術(shù)。

2 您剛才提到，對(duì)于服裝產(chǎn)品的測(cè)試，越來(lái)越傾向于模擬真實(shí)穿著環(huán)境的整件產(chǎn)品測(cè)試，這樣做的好處是什么？對(duì)阻燃性能來(lái)說(shuō)，局部面料測(cè)試的結(jié)果有哪些局限性？對(duì)我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的更新有哪些啟發(fā)？

張金忠：上面提到的標(biāo)準(zhǔn)中的測(cè)試方法，都是以實(shí)驗(yàn)室的小型試驗(yàn)為基礎(chǔ)的，測(cè)試的結(jié)果，只能用來(lái)定性評(píng)估服裝面料本身的防護(hù)性能，不能真實(shí)反映這種面料制成的服裝對(duì)人體的實(shí)際防護(hù)效果。因?yàn)閺姆b面料到成品服裝的加工過(guò)程中，服裝的設(shè)計(jì)、款式、結(jié)構(gòu)、裁剪、縫紉、附件、縫線等因素，都會(huì)影響到服裝對(duì)人體的防護(hù)效果，所以，評(píng)估一種服裝對(duì)人體最終的真實(shí)防護(hù)效果，最好的方法要把服裝穿在人體上在火場(chǎng)中進(jìn)行測(cè)試。上面所述的這些因素，既是局部面料測(cè)試實(shí)現(xiàn)不了的局限性，同時(shí)也是對(duì)服裝模擬真實(shí)穿著環(huán)境進(jìn)行測(cè)試的好處。

紡織品阻燃性能的評(píng)價(jià)，應(yīng)以其使用場(chǎng)合的要求為準(zhǔn)，按用途制定標(biāo)準(zhǔn)。試驗(yàn)方法的評(píng)定應(yīng)以實(shí)際火場(chǎng)代替實(shí)驗(yàn)室小型試驗(yàn)為基準(zhǔn)，這是紡織品阻燃標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展方向，也是國(guó)內(nèi)外業(yè)界對(duì)于紡織品阻燃性能測(cè)試的一個(gè)共識(shí)。這一點(diǎn)，對(duì)于服裝類(lèi)的其他性能，比如保溫性、透氣性、羽絨服的防鉆絨性等的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)和方法的制定，也是有借鑒作用的，使制定的標(biāo)準(zhǔn)和方法更貼合實(shí)際的使用狀態(tài)。

3 燃燒假人這種測(cè)試方法的原理是什么？創(chuàng)新點(diǎn)在哪里？研發(fā)過(guò)程有哪些困難和技術(shù)難題？最后如何解決的？

張金忠：燃燒假人測(cè)試方法的原理，是通過(guò)模擬著裝人體在燃燒火焰中的熱暴露過(guò)程，測(cè)試假人表面溫度的變化，預(yù)估可能造成皮膚的二度、三度燒傷及總燒傷面積百分比，燒傷面積百分比越大，服裝的阻燃防護(hù)性能就越差。

這種測(cè)試方法，可以客觀科學(xué)地評(píng)價(jià)軍服、防火服、消防服、阻燃耐高溫作業(yè)服等特種服裝的熱防護(hù)性能，并能把服裝的各個(gè)部位對(duì)人體的防護(hù)效果，直觀量化地呈現(xiàn)給我們。

這種測(cè)試方法，在國(guó)外開(kāi)展得比較早，我國(guó)從20世紀(jì)末開(kāi)始研究“消防假人”試驗(yàn)裝置，來(lái)評(píng)價(jià)消防服的防護(hù)性能。由于采用的是油盤(pán)來(lái)提供火源，火焰的均勻性和熱流量的穩(wěn)定性都比較差，試驗(yàn)的精度不高，重復(fù)性差，不能夠真實(shí)地模擬火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)。

燃燒假人測(cè)試的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)我們國(guó)家也是有的，但是測(cè)試設(shè)備一直都處在研究階段，國(guó)內(nèi)更沒(méi)有形成商品化的產(chǎn)品供市場(chǎng)選擇，國(guó)內(nèi)個(gè)別科研機(jī)構(gòu)使用的設(shè)備，也是國(guó)外進(jìn)口的。

由于國(guó)外技術(shù)的壟斷，我們?cè)谘邪l(fā)的過(guò)程中遇到的困難和難題有很多，主要有以下幾點(diǎn)：

首先在研發(fā)初期，我們的設(shè)備火焰不均勻不穩(wěn)定。我們研究了國(guó)內(nèi)外的文獻(xiàn)和資料，采用了在假人周?chē)鶆虻胤植?組12只噴火頭，逼真模擬真實(shí)火場(chǎng)的爆燃現(xiàn)象，為假人燃燒測(cè)試提供均勻而穩(wěn)定的火焰。通過(guò)我們無(wú)數(shù)次試驗(yàn)，經(jīng)過(guò)對(duì)噴頭和管道的改進(jìn)，最終解決了這個(gè)問(wèn)題。

其次是假人本體的制作。根據(jù)研究國(guó)外資料中的材料和工藝，制作出來(lái)的假人，強(qiáng)度和耐高溫性能不好，耐用性差。我們不斷地試驗(yàn)新的材料和配方，經(jīng)過(guò)上百次的試驗(yàn)，最終定型的假人本體，可以耐600℃ 高溫。

再次是測(cè)試系統(tǒng)的安全性，這個(gè)是整個(gè)系統(tǒng)中的重中之重。因?yàn)闇y(cè)試用的燃燒氣體為工業(yè)丙烷，屬易燃易爆物品，所以在整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)的各個(gè)子系統(tǒng)中，安全系統(tǒng)是永不關(guān)閉的系統(tǒng)，不間斷地通過(guò)各種傳感器，對(duì)測(cè)試系統(tǒng)的環(huán)境及操作流程進(jìn)行監(jiān)控，只要有一個(gè)點(diǎn)的安全指標(biāo)超限，安全系統(tǒng)會(huì)立即報(bào)警，并根據(jù)超限的具體情況，啟動(dòng)自動(dòng)處理措施，如果是在試驗(yàn)過(guò)程中，則試驗(yàn)流程自動(dòng)終止，并自動(dòng)關(guān)閉管道中的各處閥門(mén)，確保整個(gè)系統(tǒng)和人員的安全。

4 燃燒假人測(cè)試過(guò)程是怎樣的？結(jié)果是如何表征的？

張金忠：燃燒假人測(cè)試過(guò)程，首先是對(duì)系統(tǒng)火焰的均勻性和穩(wěn)定性進(jìn)行測(cè)試，符合要求后，把按規(guī)定進(jìn)行過(guò)預(yù)處理的服裝穿著在假人身體上，打開(kāi)控制系統(tǒng)的軟件，軟件會(huì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的安全指標(biāo)再次進(jìn)行自檢，通過(guò)后，軟件會(huì)提示進(jìn)行下一步操作，按軟件提示進(jìn)行操作，直到試驗(yàn)結(jié)束。

試驗(yàn)結(jié)束后，軟件通過(guò)分析假人身上均布的136個(gè)傳感器采集的數(shù)據(jù)，可以精準(zhǔn)地得出試樣的人體表面的燒傷級(jí)別、燒傷總面積、二級(jí)燒傷面積、三級(jí)燒傷面積、續(xù)燃時(shí)間、陰燃時(shí)間，以及各處產(chǎn)生燒傷的時(shí)間，并以人體分布圖及表格的形式直觀地展現(xiàn)給我們，使我們對(duì)測(cè)試結(jié)果一目了然，如圖1所示。

二維碼中視頻測(cè)試中的防護(hù)服是一家企業(yè)專(zhuān)供出口的全封閉式內(nèi)循環(huán)防護(hù)服，經(jīng)過(guò)測(cè)試，能達(dá)到100%的防護(hù)效果，防護(hù)效果非常好，如圖2所示。

5 作為技術(shù)研發(fā)人，在您看來(lái)，燃燒假人作為一種新的測(cè)試方法，使用前景在哪里？對(duì)檢測(cè)行業(yè)和檢測(cè)人員提出了哪些要求？

張金忠：作為一個(gè)新的服裝熱防護(hù)性能測(cè)試的系統(tǒng)和方法，燃燒假人測(cè)試系統(tǒng)能更加真實(shí)地模擬服裝在火場(chǎng)中的防護(hù)效果，對(duì)我們查找影響防護(hù)裝備阻燃性能因素的研究，縮短阻燃新材料與裝備研究的周期，提高研究水平，促進(jìn)個(gè)體防護(hù)裝備發(fā)展，推進(jìn)熱防護(hù)織物、服裝等裝備的研發(fā)，防護(hù)火災(zāi)和熱輻射等危險(xiǎn)環(huán)境對(duì)人體造成的熱傷害，具有重要的研究意義。

我們后續(xù)第二代的產(chǎn)品中，將加入模擬人體在火場(chǎng)中的各種姿態(tài)，服裝燃燒前后外形變化的自動(dòng)對(duì)比評(píng)判，煙塵成分的收集及分析，防護(hù)呼吸器在火場(chǎng)中對(duì)煙塵的防護(hù)效果測(cè)試，室內(nèi)裝飾材料隔熱阻燃性能的測(cè)試等功能，應(yīng)用的行業(yè)和領(lǐng)域?qū)⒉辉倬窒抻诜b紡織品行業(yè)，將為更多的行業(yè)和領(lǐng)域提供火場(chǎng)中各種物品對(duì)人體的防護(hù)或傷害性的測(cè)試，應(yīng)用前景非常廣闊。

這套測(cè)試系統(tǒng)，提供了一個(gè)火場(chǎng)的測(cè)試環(huán)境和測(cè)試載體，研究的是成品服裝的整體熱防護(hù)性能，對(duì)比以前的服裝面料的阻燃性能測(cè)試，是一種完全不同的方法，它更能體現(xiàn)服裝的真實(shí)阻燃防護(hù)性能。如果能得到推廣和應(yīng)用，將會(huì)對(duì)我國(guó)的火災(zāi)防護(hù)裝備研究起到極大的幫助。