ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ЛУЧИСТОЙ ЭНЕРГИИ НА СОВРЕМЕННЫЕ ТЕРМОСТОЙКИЕ ТКАНИ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗАЩИТНЫХ КОСТЮМОВ ДЛЯ ПОЖАРНЫХ

INVESTIGATION OF THE EFFECT OF RADIANT ENERGY ON MODERN HEAT-RESISTANT FABRICS USED FOR THE MANUFACTURE OF PROTECTIVE SUITS FOR FIREFIGHTERS

Острая проблема пожарной безопасности не решена и сегодня. Пожары наносят вред не только имуществу, окружающей среде, но и  людям. Особенно тепловому воздействию подвержены сотрудники МЧС в процессе тушения пожара.  

Одним из основных поражающих факторов на пожаре является пламя. Гибель может наступить даже при кратковременном воздействии открытого огня в результате сгорания одежды и ожогов кожного покрова. Особенно легко загораются изделия из хлопка (температура воспламенения 210-230° C) и синтетических тканей.

Наибольшее воздействие на организм оказывает активно коротковолновое излучение, так как оно обладает наибольшей энергией фотонов, способно глубоко проникать в ткани организма и интенсивно поглощаться водой, содержащейся в тканях. Наибольший нагрев кожи вызывают лучи с длиной волны около 3 мкм. В практических условиях тепловое излучение является интегральным, так как нагретые тела излучают одновременно в широком диапазоне длин волн.

С повышением температуры тела интенсивность излучения только увеличивается.

Под действием высоких температур и теплового облучения  происходят резкое нарушение теплового баланса в организме, биохимические сдвиги, появляются нарушения сердечно-сосудистой и нервной систем, усиливается потоотделение, происходит потеря нужных организму солей, нарушение зрения.

В связи с чем, в различных отраслях ведутся постоянные поиски совершенствования защитных средств, позволяющих защитить организм человека от теплового излучения.

АКТУАЛЬНОСТЬ

Изучение современных тенденций в конструкции и составе тканей с теплозащитными свойствами дает возможность в дальнейшем рассматривать вопрос их продуктивного применения для защиты пожарных в условиях тушения пожаров на промышленных объектах.

Проведенный эксперимент в рамках изучения темы позволяет наглядно выявить проблему состава огнестойких (теплозащитных) тканей, применяемых для изготовления защитной одежды пожарных.   

ПОСТАНОВКА ПРОБЛЕМЫ

На данный момент качество выпускаемых теплозащитных (огнестойких) тканей проверяет сам производитель, что не дает более точного понимания совокупности воздействия факторов, возникающих при пожаре, а именно, воздействие высоких температур и открытого огня. Целью данной работы является исследование новых видов термостойких материалов с теплозащитными материалами, обладающими комплексом защитных свойств от высокой температуры и теплового излучения.  

АНАЛИЗ ТЕНДЕНЦИЙ РАЗВИТИЯ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ТКАНЕЙ С ОГНЕ И ТЕПЛОЗАЩИТНЫМИ СВОЙСТВАМИ

В настоящее время отечественная текстильная промышленность термостойких материалов с теплозащитными материалами, обладающими комплексом защитных свойств от высокой температуры и теплового излучения, обеспечивает на стадии отделки следующими способами:

- нанесением на ткань веществ, которые при температуре горения разлагаются с выделение негорючих газов;

- образованием на ткани негорючей плёнки, защищающей волокно при горении от контакта с воздухом;

- химическим преобразованием функциональных групп волокна для повышения устойчивости макромолекулярных цепей к термическому расщеплению[1].

Принципиально новым подходом к созданию тканей с огнезащитными свойствами является использование химических огнестойких арамидных волокон и нитей в сочетании с огнезащитной отделкой.

На основании имеющихся литературных данных [2] оценку и изучение огнезащитных свойств текстильных материалов осуществляют несколькими методами:

1) определением воспламеняемости и скорости распространения пламени;

2) определением кислородного индекса;

3) калориметрическим определением;

4) исследованием процессов, протекающих в текстильных материалах при высоких температурах;

5) анализом дыма и токсических газов, выделяемых материалами при горении;

6) определение огне и термозащитных свойств текстильных материалов специального назначения [3].

Рассмотрим технологии, используемые для производства огнеупорных тканей более подробно. Высокотехнологичные ткани, в том числе материалы с многофункциональными отделками, покрытиями и мембранами, огне- и термостойкие, включая арамидные в России выпускают по запатентованным технологиям. Дна из таких технологий Технология разработана крупнейшим химическим концерном Solvay и принадлежит Rhodia UK Limited. Испытание ткани, проведение огневого теста по ГОСТ ISO 15025, в лабораторных условиях представлено на рисунке 1.

Рисунок 1 - Проведение огневого теста по ГОСТ ISO 15025

Технология Proban® – обработка ткани инертным негорючим полимером Proban®. Раствор равномерно распределяется в волокнах хлопка и  при дальнейшей обработке в аммиачной среде фиксируются огнестойкие состава материала (рис.2)

Рисунок 2 - Технология Proban®

Так же разработкой тканей с  защитой от огня с использованием разных технологий занимается немецкая компания SchumerSecan. Данная компания разработала материал Schuemer-SecanSecuro, состоящий на 98% из трудновоспламеняющегося Schuemer-Secan хлопка и на 2% - из легких нитей

Naptex.

Однако, эти технологии постепенно уступают место тканям на основе арамидных волокон [5].

В США в результате исследований компания DuPont создала материала Kevlar на основе параарамидного волокна. Советским аналогом этого материала считается СВМ [6]. Данные материалы используются  для одежды,

защищающей от тепловых воздействий и пламени. Молекулы волокон Kevlar  и СВМ образуют длинные прямые цепи, делая любой материал в пять раз прочнее стали.  Важно, что Kevlar и СВМ не поддерживают горение, но карбонизируется при температуре около 4800 С (покрывается коркой).

Особо высокими термическими и прочностными характеристиками отличается волокно Basofil, созданное компанией Basf. Это волокно хорошо

подходит для огнестойкой одежды, оно выдерживает высокие температуры, имеет прекрасные теплоизолирующие свойства. Кроме того, волокно Basofil

устойчиво к химикатам и жидким металлам.

          Однако, на ряду с огнеупорными свойствами материалов необходимо учитывать их способность противостоять излучению в процессе теплообмена.

Кроме того вопросы контроля качества проведенных огнезащитных работ из специальных материалах, влияние мокрых и сухих чисток на сохранение огнезащитных свойств, влияние условий эксплуатации на состояние огнезащитных составов представляются важной составной частью обеспечения пожарной безопасности изделий из специальных материалов в целом.

Однако в настоящее время практически отсутствуют четко сформулированные технические требования, регламентирующие контроль тканей противостоять излучению в процессе теплообмена, поэтому решение проблемы на всех этапах функционирования представляется важной научно-практической задачей.

Выводы

На основе проведённого литературно-аналитического исследования выявлено направление для дальнейшего изучения.

Литература

  1. Влияние волокнистого состава пряжи на огнезащитные свойства тканей из смешанных волокон / Пузикова Н.П., Лукьянова В.А., Журавлева Н.В. и др. // Межвузовский сборник научных трудов. - М.: -1992. - С. 55-63.
  2. Е.П. Лаврентьева. Сравнительный анализ свойств огнезащитных тканей различных способов производства // Швейная промышленность.-2012. №3.-С.40-41.
  3. Э. А. Коломейцева, О.В. Сачков, Н.Г. Сиротов, А.П. Морыганов. Разработка и применение новых препаратов для огнезащитной и полуфункциональной отделок технических тканей. Текстильная промышленность.- 2007.№ 8.-С. 22-24.
  4. С.М. Моштари, М.А. Заньянчи, О. Багхи. Особенности горения хлопчато – бумажной ткани, пропитанной гидрооксикарбонатом цинка в качестве замедлителя пламени // Физика горения и взрыва.- 2005. № 4.-С. 73-76.
  5. Brenda J., Тгаек and John V. Beninate. Therrmal Analyses of Flame RetardautFwills Containing Cotton, Polyester and Wool // J. Appl. Polym. Sci. - 1986. -Vol. 32,N5.-P.945.
  6. Пат. 2137607 , Российская Федерация Журко А.В., ХелевинР.Н.; опуб. 20.09.1999.