在工作和生活中,人们经常会不同程度地暴露在危及健康和生命的环境之中,生活中的电器产品或多或少都会产生电磁辐射,这种辐射对一些敏感人群如老人、儿童、孕妇和病人等会产生危害和影响;由于大气污染的影响,臭氧层日益稀薄,到达地面的紫外线辐射强度不断增加。
在一些高温场所,如冶炼行业、铸造行业、火灾现场等,会有强烈的热辐射;工业生产中的爆炸、火灾、剧毒化学物泄漏等灾难性事故频发;在世界政治军事形势时有变幻的情况下,核武器、恐怖分子利用爆炸、生化毒剂袭击等手段危害公众安全的威胁也时有发生。因此,作为保护人体安全的必备用品,
功能性防护服装的开发与生产受到越来越多的关注。
防护服是针对某一环境中存在的某种或某几种特征性的危害因素,具有特定的防护功能,适用于特定环境下穿着的服装。防护服具有高强度、高模量、耐高温、阻燃、防紫外线、防辐射、耐腐蚀等性能,使穿着人员在高空、深海、严寒、高温、细菌、毒气等复杂、危险环境下得以生存,是一种高科技含量的服装。防护服的种类有阻燃隔热服、防寒保暖服、防静电服、防化服、防水服、防辐射服、抗菌防臭服、抗油拒水服、防紫外线服、防尘服、微波防护服和防毒服等。目前
功能性防护服装的应用领域已从最初的军事领域,拓宽到了公共事业、医疗卫生、工业、建筑业、农业和娱乐业等普通民用领域。功能性防护服装在人类挑战生命极限、拓展生存空间、进行宇宙探索、开发新型资源等方面发挥着重要作用。
功能性防护服装的防护功能是伴随着材料与技术的发展进步而不断增加与提高的。在防护服的更新换代过程中,纺织纤维的发展起到了积极的推动作用。纤维原料向差别化、功能化和高性能化发展,各种具有新原理和高性能的材料不断出现。许多高技术纤维如芳纶、高强聚乙烯纤维、聚苯并咪唑纤维、碳纤维、不锈钢纤维、抗菌纤维、防辐射纤维、防紫外线纤维以及阻燃纤维等在防护服中都得到应用。一些传统的纤维材料如棉、麻和羊毛以及由天然材料经过改性开发的具有新功能的纤维也在某些防护服领域中大量使用,并可以提供良好的保护性能。
相变材料、纳米技术和微电子技术等在防护服上的应用使其变得智能化。例如在防护服中加入微电子系统,可以实时地反馈穿着者所处的环境状况,实现自我调节。纳米技术的应用不仅提高了防护服的防护性能,还使其具有识别功能、隐身功能、治疗功能等特殊作用。
一、
功能性防护服装的溶胀性能。普通亲水性防水透湿涂层胶具有吸湿溶胀性,即遇水水肿,溶胀后湿态牢度不好,做成服装越穿越重或造成胶层与织物层分离,不能满足透气防水的雨衣服装要求。汉麻秆芯超细粉体与聚氨酯共聚后,分子重新排列而成为立体交叉牢固的三维空间结构,表面也更加致密、稳定、均匀,涂层胶具高防水性能、不溶胀性。对于汉麻秆芯改性超细粉体改性有机硅聚氨酯涂层胶来讲,有机硅低的表面能和拒水性也减少了聚氨酯的溶胀性。
二、耐老化性能。
①耐水解性。聚酯型聚氨酯中的酯基易断裂水解,表现为主链断裂,相对分子质量降低,拉伸强度和断裂伸长率急剧下降。聚醚型聚氨酯的耐水解性远远大于聚酯型,聚氨酯的醚基和氨基甲酸酯基在水洗、高温等各种恶劣环境中不容易断裂,抗水解性非常好,因此抗水解能力很强。
汉麻秆芯改性超细粉体有三维网状结构,增加了各组分之间的交联,极少的易水解链段周围的位阻较大,不易发生化学反应,
功能性防护服装不易水解。而聚酯型聚氨酯的热稳定性又远远强于聚醚型聚氨酯,因此选择聚酯、聚醚及汉麻秆芯改性超细粉体的协同效应合成新型防水透湿聚氨酯,选用合适的比例恰好使耐水解性和耐老化性均达到要求。
将纯聚氨酯膜和耐老化高防水透湿聚氨酯膜在70℃热水中进行水解,14天后取出用滤纸吸干表面沾附的水,干燥至恒重;20℃、RH50%平衡24h,测试其力学性能。经观察,热水老化后的纯聚氨酯试样发皱,表面紧密附着斑块状的白色粉状降解产物,薄膜发白、厚度显著降低,表面粗糙无光泽,拉伸强度仅为老化前的74.8 %。
含有20%汉麻秆芯改性超细粉体的耐老化高防水透湿聚氨酯薄膜外观无明显变化,表面无光泽,略有粗糙,
功能性防护服装表面附着少量白色降解产物,热水老化后拉伸强度略有增加(为老化前的101.5 %),基本保持了原始性能。断裂伸长率两种试样均有大幅下降,但耐老化高防水透湿聚氨酯薄膜的保留率(23.5 %)比纯聚氨酯的保留率(12.3 %)高出近一倍。说明汉麻秆芯改性超细粉体的加入提高了聚氨酯薄膜的耐热水老化性能。