【摘 要】
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消防灭火服是消防员抵御恶劣火场环境的一道重要屏障,而灭火服通常由四层组成,从外至内分别为:外层、防水透气层、隔热层以及舒适层。目前制备的灭火服外层织物原料常选用芳纶、聚苯并咪唑纤维（PBI）等高性能纤维;隔热层常采用芳纶、聚酰亚胺（PI）等高性能纤维,而且都已经投入市场大量使用。其中,芳纶纤维的使用占主要部分,但芳纶纤维仍存在许多问题。首先国内芳纶行业发展较晚导致生产技术较落后,虽然国内生产的对位
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消防灭火服是消防员抵御恶劣火场环境的一道重要屏障,而灭火服通常由四层组成,从外至内分别为:外层、防水透气层、隔热层以及舒适层。目前制备的灭火服外层织物原料常选用芳纶、聚苯并咪唑纤维（PBI）等高性能纤维;隔热层常采用芳纶、聚酰亚胺（PI）等高性能纤维,而且都已经投入市场大量使用。其中,芳纶纤维的使用占主要部分,但芳纶纤维仍存在许多问题。首先国内芳纶行业发展较晚导致生产技术较落后,虽然国内生产的对位芳纶在近些年有了突破性进展但性能仍不及国外,我国对位芳纶市场约80%的份额被国外品牌所占据,另外由于安全环保形势的日益严峻,芳纶原料供应紧张导致价格十分昂贵,使得许多应当使用阻燃耐热纺织品的行业并未完全应用。基于此,本研究尝试将不同功能颜填料混合置于硅树脂溶液中涂覆于玻纤织物上,制备消防灭火服外层材料;另外本文尝试使用成本较低、阻燃性能优异的纤维制备隔热层,以期制备出一种具有较优热防护性能、较低成本的新型灭火服隔热层材料,大大降低整体灭火服的成本。本研究首先基于能带理论、电子跃迁理论以及颜料的折光系数优选出反射近红外的功能颜料及阻燃性能较优的功能填料,从而选出三氧化二铁、白炭黑与云母粉为功能颜填料;通过正交实验选出较优填料配方置于溶剂型硅树脂中制备涂层液,涂覆于价格低廉的玻纤织物上,制备高性能、低成本的灭火服外层涂层织物;为改善涂层织物透气性及环保性,尝试在水性硅树脂中添加阻燃颜填料采用喷涂工艺对玻纤织物进行喷涂制备涂层织物,并对各项性能进行表征;对于灭火服隔热层材料,本文研究了隔热毡的组成与占比及其隔热毡的加固方式对隔热毡热性能的影响,最终选用性能优良、成本较低的预氧丝、聚苯硫醚纤维与阻燃腈纶纤维采用水刺工艺制备隔热毡,并测试其各项性能,获得的主要结论如下:（1）溶剂型硅树脂涂层玻纤织物的制备及性能研究。白炭黑对硅树脂的增稠效果优于气凝胶与空心玻璃微珠,当白炭黑的浓度为6%时,具有良好的涂覆性能;并且白炭黑隔热性能也优于气凝胶与空心玻璃微珠;正交实验中得到热防护性能较优涂层配方为白炭黑6%,云母粉6%,三氧化二铁5%,此时织物的热能值为413 k W·s/m2,其阻燃性、热稳定性均满足GA10-2014行业标准,且拒水性良好,接触角为107.95°。（2）透气环保型水性硅树脂涂层玻纤织物的制备及性能研究。当选用喷涂机距离绷布针板25 cm处喷涂三层的涂层织物为较优涂层织物,其热能值为315.10 k W·s/m2,优于市售芳纶织物的311.92 k W·s/m2,同时该涂层织物仍具有一定的透气性,其透气率为13.30 mm/s;测试织物经向的断裂强力为1182.86 N;同时,经接触角测量仪测得该喷涂织物的接触角为102.9°。（3）灭火服用水刺隔热毡的制备及性能研究。当预氧丝、PPS纤维和阻燃腈纶纤维比例为35:60:5时,隔热毡纵向的损毁长度为23 mm,小于市售芳纶毡的72 mm;该隔热毡的导热系数为0.0515 W/m·K,市售芳纶隔热毡的导热系数为0.0504 W/m·K,两者均具有良好的隔热性能,并且该隔热毡具有良好的透气性以及热稳定性等,该隔热毡各性能均能满足灭火服标准,适宜作为消防灭火服的隔热层。（4）自制溶剂型刮涂涂层织物与自制隔热层搭配市售防水透气层与舒适层组成的防护服材料的热防护性能与市售防护服材料具有同样的TPP值,达到1264.40 k W·s/m2（30.22 cal/cm~2）;而自制透气型水性硅树脂添加阻燃颜填料制备的阻燃层与自制隔热层搭配市售防水透气层与舒适层组成的防护服材料的热能值达到1209.59 k W·s/m2（28.91 cal/cm~2）,均满足消防灭火服标准（28.00 cal/cm~2）。
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