防靜電功能阻燃服的防護(hù)要求

文/單國(guó)良 盛華 于浩然

石油化工行業(yè)的易燃易爆場(chǎng)所居多，目前，石油化工企業(yè)給員工配備的防護(hù)服裝基本為防靜電服，以防止靜電引起的火災(zāi)事故，但由于該類防護(hù)服不具備阻燃功能，一旦發(fā)生火災(zāi)，極易給員工造成二次傷害。為確保員工的安全與健康，一些大型央企和國(guó)企已開始為重點(diǎn)崗位作業(yè)人員和重點(diǎn)工種作業(yè)人員配備具有防靜電功能的阻燃服。

目前，防靜電服相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)有GB 12014—2009《防靜電服》，防阻燃服相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)有GB 8965.1—2009《防護(hù)服裝 阻燃防護(hù) 第1 部分 阻燃服》（以下簡(jiǎn)稱“GB 8965.1”）。對(duì)具有防靜電功能的阻燃服而言，主要的性能指標(biāo)包括阻燃性能、熱防護(hù)性能、熱穩(wěn)定性、模擬閃燃現(xiàn)場(chǎng)的假人轟燃燒傷率、面料點(diǎn)對(duì)點(diǎn)電阻、服裝帶電電荷量等方面。本文主要介紹阻燃指標(biāo)和防靜電指標(biāo)兩個(gè)方面。

阻燃面料包括材料阻燃和后處理阻燃兩種，材料阻燃面料構(gòu)成織物的材料組合本身具有足夠的阻燃性；后處理阻燃面料的阻燃性來源于后道的化學(xué)后處理加工，阻燃劑通過化學(xué)縮聚或交聯(lián)與纖維連為一體或涂層在纖維表面，后處理阻燃面料在洗滌過程可能出現(xiàn)阻燃劑脫落，導(dǎo)致阻燃性降低。由于阻燃劑中存在甲醛，使用過程中與纖維進(jìn)行縮聚反應(yīng)中又會(huì)持續(xù)釋放甲醛，不夠環(huán)保，所以材料阻燃面料是未來阻燃防護(hù)服的發(fā)展趨勢(shì)。

阻燃指標(biāo)

阻燃性包括續(xù)燃、陰燃、損毀長(zhǎng)度、熔融、熔滴指標(biāo)。GB 8965.1中的阻燃性測(cè)試采用GB/T 5455-2014《紡織品 燃燒性能 垂直方向損毀長(zhǎng)度、陰燃和續(xù)燃時(shí)間的測(cè)定》的垂直燃燒法，標(biāo)準(zhǔn)火源在面料的垂直最下端點(diǎn)火12 秒，火源移開后面料持續(xù)燃燒時(shí)間不應(yīng)超過2 秒，如超過2 秒，該織物被視為非阻燃物。部分織物在接觸火源后產(chǎn)生快于火焰延展速度的收縮或通過熔滴斷裂離開火源實(shí)現(xiàn)自熄，這類織物續(xù)燃時(shí)間即使不超過2 秒，仍可能被視為非阻燃。

有防靜電功能的阻燃防護(hù)服（圖片由中石化勝利檢測(cè)中心提供）

陰燃

陰燃是指續(xù)燃結(jié)束后織物的無焰燃燒。在垂直燃燒體系中，陰燃時(shí)間判定較為困難。按照術(shù)語定義，續(xù)燃結(jié)束后，碳化區(qū)域的紅熱區(qū)不斷擴(kuò)大的時(shí)間為放熱過程，計(jì)為陰燃時(shí)間，紅熱區(qū)域縮小或變暗的時(shí)間視為冷卻過程，不記為陰燃時(shí)間。相對(duì)續(xù)燃時(shí)間而言較難判斷，測(cè)試的誤差也較大。在美標(biāo)NFPA 2112 Standard on Flame-Resistant Garments for Protection of Industrial Personnel Against Flash Fire（以下簡(jiǎn)稱“NFPA 2112”）的垂直燃燒試驗(yàn)中，記錄陰燃時(shí)間而不作為判斷阻燃性的指標(biāo)。在實(shí)際測(cè)量中發(fā)現(xiàn)，陰燃多出現(xiàn)在厚重織物或阻燃性強(qiáng)的織物中，如碳纖維織物，自身不燃燒但可以被烤紅，給人的印象是陰燃時(shí)間長(zhǎng)，而熔融類或收縮型的化纖織物反而沒有陰燃，陰燃指標(biāo)不完全與阻燃性正相關(guān)，在學(xué)術(shù)上存在一定爭(zhēng)議。

損毀長(zhǎng)度

損毀長(zhǎng)度是與燒傷率對(duì)應(yīng)的簡(jiǎn)化測(cè)量指標(biāo)，雖不能替代燒傷率指標(biāo)，但在沒有燒傷率測(cè)試的情況下，損毀長(zhǎng)度越短對(duì)應(yīng)的燒傷率應(yīng)該越低。GB 8965.1 將損毀長(zhǎng)度分為A 級(jí)和B 級(jí)，A 級(jí)要求不高于50 毫米，B級(jí)要求不高于100 毫米。美標(biāo)NFPA 2112 中要求不高于100 毫米均為合格。垂直燃燒火源的絕熱溫度可以達(dá)到2 000 攝氏度以上，實(shí)際溫度大概在920 攝氏度左右，損毀長(zhǎng)度的單個(gè)測(cè)量值低于50 毫米的樣品不少，但同一產(chǎn)品能確保每次檢測(cè)損毀長(zhǎng)度均低于50 毫米的并不多，所以一般而言，損毀長(zhǎng)度選擇不高于100 毫米的B 級(jí)就夠了。如工作場(chǎng)所的易燃易爆概率較大，想獲得更高熱防護(hù)效果的，可以將損毀長(zhǎng)度指標(biāo)定為不超過75 毫米或不超過50 毫米。

熔融、熔滴指標(biāo)

熔融、熔滴指標(biāo)主要限制熔融纖維使用比率和使用方法。如果織物出現(xiàn)熔融、熔滴，炙熱液體附著在皮膚上，冷卻凝固的熔融織物與皮膚粘為一體，在治療階段較難剝離，會(huì)對(duì)傷者造成二次傷害，所以，只要有熔融或熔滴，織物均判不合格。熔融、熔滴屬定性判斷指標(biāo)，是否決項(xiàng)。如果缺失這兩項(xiàng)指標(biāo)，垂直燃燒試驗(yàn)的續(xù)燃、陰燃、損毀長(zhǎng)度的三項(xiàng)測(cè)試數(shù)據(jù)將沒有意義。

熱防護(hù)性、熱穩(wěn)定性

熱防護(hù)性、熱穩(wěn)定性是對(duì)垂直燃燒測(cè)試的重要補(bǔ)充。熱防護(hù)性能指標(biāo)，簡(jiǎn)稱TPP，在GB 8965.1 中只要求A 級(jí)測(cè)試熱防護(hù)性能，該值越大越好。GB 8965.1 的熱防護(hù)指標(biāo)與NFPA 2112 保持一致。在EN ISO 11612 Protective clothing—Clothing to protect against heat and flame 的阻燃服標(biāo)準(zhǔn)中，將熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流、熱輻射3 個(gè)指標(biāo)明確分開測(cè)試，雖試驗(yàn)方法有所不同，原理基本一致。

熱穩(wěn)定性是在規(guī)定的溫度環(huán)境中一定時(shí)間內(nèi)織物抵抗熱收縮的指標(biāo)。A 級(jí)和B 級(jí)對(duì)應(yīng)的測(cè)試溫度分別為260 攝氏度和180 攝氏度，5 分鐘后熱收縮率不得高于10%。一旦身體突然被閃燃火焰包圍，如果身上的服裝大幅度收縮，熱量的傳導(dǎo)能力大大增加，燒傷面積會(huì)陡增，同時(shí)穿著人員離開火場(chǎng)后不容易將衣服脫下散熱，脫衣服的過程中可能擦傷皮膚。

模擬閃燃現(xiàn)場(chǎng)的假人轟燃燒傷率

在標(biāo)準(zhǔn)GB 8965.1 中沒有模擬閃燃現(xiàn)場(chǎng)的假人轟燃燒傷率指標(biāo)，但在該標(biāo)準(zhǔn)即將出臺(tái)的2019 年修訂版中會(huì)有該指標(biāo)。模擬閃燃現(xiàn)場(chǎng)的假人轟燃燒傷率，是阻燃服整體在實(shí)際閃燃現(xiàn)場(chǎng)的模擬試驗(yàn)。阻燃性能指標(biāo)（續(xù)燃、陰燃、損毀長(zhǎng)度、熔融、熔滴指標(biāo)）更多地反映織物（包括面料、中間層、里料）或織物組合的阻燃性能，而模擬閃燃現(xiàn)場(chǎng)的假人轟燃燒傷率除了反映以上性能外，對(duì)服裝裁剪、款型設(shè)計(jì)均提出了綜合性要求。服裝相對(duì)于人體越寬松，燒傷率越低。二度及三度燒傷率之和超過受檢面積50%則視為不合格，不超過25%的，符合A 級(jí)指標(biāo)。

在轟燃試驗(yàn)中，總熱功率達(dá)到84 千瓦每平方米，由于人體周圍向上的熱對(duì)流非常強(qiáng)烈，所以連體服裝相對(duì)分體服裝燒傷率低，頭部有阻燃防護(hù)比沒有阻燃防護(hù)的燒傷率低。

防靜電指標(biāo)

面料點(diǎn)對(duì)點(diǎn)電阻、服裝帶電電荷量是防靜電性能的兩個(gè)指標(biāo)。根據(jù)GB 12014—2009《防電弧服》的規(guī)定，防靜電面料點(diǎn)對(duì)點(diǎn)電阻應(yīng)介于1×105～ 1×1011Ω 之間，過低判為導(dǎo)體，過高判為絕緣體；防靜電服裝的帶電電荷量應(yīng)不高于0.6 uC/件。面料點(diǎn)對(duì)點(diǎn)電阻是指當(dāng)織物表面存在靜電荷堆積時(shí)，依靠縱橫交錯(cuò)的導(dǎo)電長(zhǎng)絲將電荷平均分散到織物各處，降低織物與環(huán)境的整體電勢(shì)差，也降低織物局部與局部之間的電勢(shì)差，減少或杜絕靜電火花產(chǎn)生的可能性。服裝帶電電荷量是服裝與易產(chǎn)生靜電的物體按規(guī)定條件進(jìn)行摩擦后產(chǎn)生的靜電荷，服裝上所帶靜電荷的總量越少越好。摩擦中，產(chǎn)生的靜電荷如果能快速耗散，殘留在服裝上的靜電荷就少，反之殘留的靜電荷就多。

近年來國(guó)產(chǎn)導(dǎo)電短纖維，導(dǎo)電長(zhǎng)絲的生產(chǎn)技術(shù)日趨成熟，產(chǎn)量規(guī)模大，制造成本大幅度降低，采用材料防靜電工藝已經(jīng)得到普及。從目前的檢測(cè)數(shù)據(jù)看，即使在紡紗中混入少量的導(dǎo)電短纖維，一定間隔的導(dǎo)電長(zhǎng)絲方格結(jié)構(gòu)對(duì)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)電阻指標(biāo)而言仍必不可少。從現(xiàn)有技術(shù)上說，加炭粉的黑色導(dǎo)電長(zhǎng)絲的防靜電性能優(yōu)于加金屬氧化物成分的灰色或白色導(dǎo)電長(zhǎng)絲。

以上是對(duì)有防靜電功能的阻燃服的阻燃性能和防靜電性能應(yīng)達(dá)到指標(biāo)的分析。為使有防靜電功能的阻燃服具備多項(xiàng)組合功能，所用材料要確保各項(xiàng)功能符合相關(guān)要求。

目前，國(guó)際大型石油石化企業(yè)如埃克森美孚、BP、殼牌等都將該類防護(hù)服作為員工日常工作服進(jìn)行配備，在我國(guó)，隨著阻燃、靜電防護(hù)技術(shù)的發(fā)展，以及石油石化企業(yè)安全意識(shí)的不斷增強(qiáng)，也應(yīng)為職工配備此類防護(hù)服。尤其是我國(guó)通過多年的發(fā)展，已經(jīng)成為眾多國(guó)際品牌的面料和服裝的原產(chǎn)國(guó)，以國(guó)產(chǎn)原料為基礎(chǔ)的產(chǎn)品質(zhì)量也已經(jīng)達(dá)到國(guó)際水平，為我國(guó)的石油石化企業(yè)普及有防靜電功能的阻燃服創(chuàng)造了良好條件。建議國(guó)家盡快完善相關(guān)配備規(guī)范，以推動(dòng)防護(hù)服的整體防護(hù)水平再上新臺(tái)階。