Nomex® 制成的消防服帮助消防员争分夺秒

最近举行的个人防护装备 (PPE) 圆桌会议揭示了时间因素在防护服性能上的重要性,尤其是遇到极端危害如爆燃的状况下。会议出席者包括消防总长、服装制造商和纺织工人等知名专家。

时间对于个人防护装备的防护期限至关重要,消防服的设计要考虑到消防活动期间和之后防护服的性能要求,防护服如何与穿着者相互影响,以确保消防员采取正确的行动并受到适当保护。

人们普遍认为,在消防员的职业生涯中,消防员被爆燃或回燃完全吞噬的风险极小,但无论如何,面料和服装制造商仍应设计和制造能够抵御这种万一的材料和服装。

不过,开发此类防护服往往会导致生产出的服装还会带来其他问题,如热负荷、透气性差、不耐磨,从而导致维护成本增加,且很快就变得不再美观。 前消防员兼杜邦顾问 George Farenden 解释说,确保同时解决这两个问题的关键促进因素之一是在面料生产中将对位芳纶和间位芳纶按适当的比例混纺,这样生产出的材料既可提供保护(甚至是在极端条件下),而且穿着舒适、耐用。George 补充说:“我们当然可以开发能够承受最极端条件的面料和服装,但无论提供多大程度的保护,都不能忘记消防员,要记住一个人体所能承受的自然极限。“

不过,过去几年通过技术开发已生产出如Hainsworth® TITAN 这样包含混纺Nomex® 诺迈柯斯®和 Kevlar® 凯芙拉® 的消防服面料,不仅可以在可能发生爆燃或回燃的情况下保护消防员,而且每天都能确保透气性和舒适性。Nomex® 诺迈柯斯® 纤维或面料的间位芳纶成分可提供耐热性和阻燃性。关于Nomex® 诺迈柯斯® 在面料内如何发挥性能及其吸热设计原理,可能存在一些误解。 当Nomex® 诺迈柯斯® 碳化时,它会吸收热量,将热量转化为具有保护功能的碳化层,防止热量进入防护服及消防员体内。如果没有形成碳化层,那么热量会跑到哪里去呢?

Nomex®制成的阻燃防护服发挥热防护作用的不同阶段

防护服发挥性能有三个不同的阶段,这三个阶段发生于一段较短的时间内,且目的都是在消防员面临爆燃或回燃危险时保护消防员。 第一阶段是爆燃,在此阶段,防护服暴露于高温下(可能为 800 - 1000°c),并吸收大量的热。 这种吸热现象使Nomex® 纤维膨胀并变厚,有利于消除传导性热传递,并最终减少传递到身体的热量。Nomex® 纤维对热反应的独特性能可为消防员提供提供宝贵的额外数秒热防护时间。 在此过程中,外层面料仍然完整且具有柔韧性,防护水平保持不变,使消防员能够逃脱并远离热源。

如果消防员遇到爆燃,不论防护服采用何种材料制成,最重要的是尽快撤出危险区域,逃到安全的地方,并脱下防护服(包括上衣和裤子)。 第二阶段是逃生,在此阶段,Nomex® 保持柔软和灵活,直到冷却,为穿着者提供额外而关键的数秒保护时间。 在此阶段,不会发生开裂。 但所有消防服(无论其结构如何)都会继续积聚热量,因此务必脱下消防服以避免因逐渐积累的热传导传递导致的烧伤。

最后一个阶段是恢复,在此阶段,消防员脱下外层防护服,以便降温,并从事故中恢复。 同样,防护服继续逐渐冷却,并释放仍然较多的剩余热量。Nomex® 纤维吸收热量后,冷却过程会导致Nomex® 诺迈柯斯® 纤维固化,如果随后弯折面料,它们可能会破裂或碎裂,有时称之为“开裂”,其原理类似于设计用于吸收撞击能量并溃缩的现代汽车。 例如,汽车的设计并不是在事故发生后仍然保持完整和美观。 它的设计旨在吸收能量和破碎,从而保护驾驶员。这种反应非常类似于采用Nomex® 诺迈柯斯® 制成的服装。 在某些情况下,当防护服发挥吸收能量、保护消防员的作用后冷却下来时,它会碎裂: 简而言之,防护服的设计是起到保护作用,而不是在发生爆燃后仍然美观。 碎裂的外观清楚地表明防护服已吸收热量,并已发挥预期性能。 最重要的是,这种特征仅在防护服已脱离高温并且面料已冷却时才会发生。

在英国诺丁汉郡圆桌会议上,有人向专家小组提出了这样的问题:是否看到过防护服在实际爆燃或回燃过程中质量下降的现象。 与会者一致认为,从未在受控人体模型试验以外的场合见到过这种特征。

购买符合 EN469 的服装时,需要考虑多种因素,如哪些是消防员可能面对的最重要的危险,因此,与舒适度、抵御热积累、活动自由度,当然还包括在当今受预算限制的世界中要考虑的耐用性等的重要性相比,需要提供多大程度的保护。

Nomex® 诺迈柯斯® 纤维的设计以提供人员保护为主旨,因此是全球各地消防员防护服的首选材料。杜邦将继续进行广泛的研究与开发,与诸多Nomex® 诺迈柯斯®合作伙伴共同协作,提供符合消防员多种防护需求的面料和服装,使他们能够安全、舒适地完成危险工作。

Hainsworth® 是 A W Hainsworth & Sons Ltd. 的注册商标。