儿童阻燃服装的开发

 李安阳    苏州大学纺织与服装工程学院    江苏苏州    215006 

一、儿童服装阻燃开发的必要性

根据公安部消防局发布的数据显示，近五年来全国共有1624名未成年人在火灾中遇难，占火灾死亡总数的18.6%，另外，全国因小孩玩火引发的火灾多达2.7万起，直接导致264人死亡。少年儿童已经成为火灾受害者中的高危群体。

考虑儿童的生理特点和活动特性，如果儿童服装具有发生火灾时的阻燃或不然，服装的抗热性和焚烧的时间越长，儿童在火灾中逃生和获救的机会也越大，所遭受的烧伤也会越小。因此，开发阻燃服装，也就是对潜在、偶发危险的阻燃防护性能开发，降低服装燃烧危险性，由此达到安全防护和提供充分时间实施灭火救灾，减少人民生命财产的损失，俨然已引起全世界的关注和重视。

很多国家制定了法律或条例规定，用于学校、医院、养老院、影院等公共建筑内的家用纺织品，包括婴幼儿、老人、病人、残疾人用的纺织品必须进行阻燃处理。如美国技术法规特别强调纺织品的阻燃性能要求：服装所用纺织品必须达到16cfr1610规定的1级要求；儿童睡衣的要求更高，必须达到16CFR  1615和16CFR  1616规定的要求。各国制定了相应的使用标准和检测标准（如欧洲标准EN469和美国标准NFPA），并立法规定。

二、服装阻燃的机理或者可实现的主要途径方法

纺织材料的燃烧过程主要由以下四个同时存在的步骤循环进行：

热量传递给材料；纤维的热裂解；裂解产物的扩散与对流；空气中的氧气和裂解产物的动力学反应。

阻燃机理：纤维材料的燃烧与纤维热裂解的产物有十分密切的关系，不同纤维的热裂解过程不同。纤维材料的可燃性除了决定于纤维的化学组成外，还与材料上存在的染料、整理剂及材料结构等有一定的关系。阻燃技术就是阻止上述一个或多个步骤的进行。

阻燃方法

纺织品达到阻燃的效果有两种途径。一种是原料阻燃，即纺织品面料本就具有阻燃性能，如芳纶、海藻纤维等。另一种就是后整理阻燃，即指面料、纤维本身不带阻燃性，经过阻燃工艺的后整理后使得面料具有阻燃性能。

三、儿童阻燃服装开发的整体思路以及要考虑的综合性能指标要求

整体思路：开发具备价格适宜、阻燃性持久、赋予高性能和多功能等特点的儿童阻燃服装。

阻燃服装主要功能是使用长久、舒适和美观（色彩多样性），并在使用期内阻燃功能有效。 在保证常态（保持原有织物风格及外观特征）使用时对人体无害、安全；提供或具有高防火、隔热、阻燃的特殊功效，必须经受住明火、高温的作用。

通常要求：极限氧指数LOI≧27%，续燃时间≦2s；损毁长度≦10cm，无熔滴或少熔滴。

 四、选用材料的依据以及技术实施方面的可行性

材料选用

一种织物的性能与其结构是密不可分的。阻燃织物的结构（组织、密度、纱线条件等）能影响许多性能，阻燃性、隔热性，拉伸性能、弯曲性能、折皱弹性、悬垂性、刚柔性、吸湿性、透气性等。

防火纤维Nomex的结晶结构为三斜晶系，亚苯基环的两面角，从酞胺平面测量为30°，这是分子内相互作用力下最稳定的结构。它的结晶结构中的氢键作用强烈,使其化学结构稳定,赋予纤维优越的耐热性（260℃下持续1000h，仍可保持原强度的65%~70%；）、阻燃性。它的极限氧指数（LOI）为29~32，永久阻燃，在火焰中不会发生熔滴现象，而且如果在会熔滴的化学纤维中混纺少许Nomex纤维也能够防止熔滴现象。Nomex纤维离开火焰会自熄，在400℃的高温下，纤维发生碳化，成为一种隔热层，能阻挡外部的热量传入内部，起到有效的保护作用。

棉纤维

结构及性能：中间有空腔，纵向有天然转曲，即是一根具有天然转曲的细长扁平带状的中空物体。由于分子本身有许多亲水基因，又是多孔性物质，因而有较好的吸湿性、透气性，棉织物穿着舒适、透气，有较好的服用性。吸色性好，织物染色均匀。 

棉纤维是纺织上应用最多的一种天然纤维，属于易燃纤维。棉纤维穿着舒适，价格便宜，不熔滴。将Nomex阻燃纤维与低价格的天然棉纤维组合制成耐热阻燃防护面料，取长补短，从一定程度上弥补Nomex纤维的价格缺陷、染色性能和服用性能。

技术实施

Nomex与棉按20/80的混纺比例制得混纺纱，织造2/1 斜纹面料，面料规格参数：经纬纱——29.4纱支/tex;经密——376根/10cm,纬密——229根/10cm；幅宽1.5米；平方米重207克/m2;厚度0.38/mm。

采用对棉纤维具有良好耐久阻燃效果的Proban法进行阻燃整理。

五、试验结果与评价

进行阻燃功能持久性（或称稳定性）的评价，如经多次洗涤、高温作用、老化实验，以评价阻燃效果的保持量。还需进行阻燃服装对人和环境生态安全性的评价，以及有毒物质残留量与燃烧时产生剧毒物的检测。                      

通过氧指数法LOI（%）、垂直法进行阻燃性能测试，Nomex纤维与棉纤维20/80混比的儿童服装极限氧指数LOI大于具有阻燃要求的27的标准。续燃时间、阴燃时间、损毁长度洗涤前后均满足GB 8965—88二级以上要求，其中前两项指标已达优秀品标准。

儿童阻燃服装耐热性能：

热重法（TG）特征值：在280℃~315℃之间失重（%）为34；失重10%时的温度（℃）为305；最大质量损失时对应温度（℃）为290.5；终止温度600℃时的残渣量（%）为12.37。

服用性能试验结果：断裂强力和撕裂清理均达到优秀品标准；透湿量在4000g/m2.24h以上，满足儿童活动量大时的排汗要求。提高了儿童在穿着过程中的舒适性。

参考文献：

[1]张月，纺织品阻燃性能探析 [J]. 辽宁丝绸，2018，04

[2]丁雪梅 Nomex/棉混纺耐热阻燃织物的研制. 产业用纺织品 1998.16卷89期

[3]戚敏 Nomex纤维及其在个人防护领域的应用 .中国个体防护装备 2006.03

[4]曾翠霞 芳纶1313混纺织物耐热性能的测试研究.上海纺织科技. 2009.03