隨著經(jīng)濟和社會的發(fā)展，火災也出現(xiàn)了量與質(zhì)的變化。一把火毀掉幾十條、上百條生命，幾十萬、上百萬乃至上千萬元財產(chǎn)損失的火災已屢見不鮮。特別是特殊工種惡性火災事故仍較嚴重，一次死亡10人以上或死亡、重傷20人以上的火災，全國每年發(fā)生10多起。因此加強對特殊工種工人的勞動保護，要從防護服的設計研發(fā)及性能評價做起。

日前，由東華大學、深圳優(yōu)普泰服裝科技有限公司合作完成的“防護服多功能設計研發(fā)及性能評價”項目獲得了2013年度“紡織之光”科學技術二等獎，該項目進行了防護服的多功能設計研發(fā)及性能評價，研制的防護服具有防火隔熱、防水透氣、防毒抗菌等多種功能，適合于災變突發(fā)事件現(xiàn)場等應急救援的個體防護需求。

　　多種危害一體防護

據(jù)了解，一般的防護服是使用本質(zhì)阻燃纖維加工的阻燃防護服。以間位芳綸為代表的本質(zhì)阻燃纖維因自身特殊的化學結構而具備天然的阻燃性，在空氣中難以燃燒，火源移開后馬上自行熄滅，而且燃燒部分迅速炭化形成絕熱保護層，而不產(chǎn)生熔融、滴落或穿洞，可以有效減少或避免燒傷燙傷，這種防護服防護功能單一，舒適性和功能性較差。

據(jù)項目帶頭人東華大學服裝設計與工程系主任李俊介紹，“防護服多功能設計研發(fā)及性能評價”項目首先提出了防護服裝功能設計的理論模型，建立了“分層隔熱、多重防護、功能集結”等防護模式，實現(xiàn)了多種危害因素一體防護的目標。采用熱防護性能TPP結合總散熱量THL進行織物系統(tǒng)性能綜合設計。同時發(fā)展兩步法優(yōu)選技術，構建由外層防水透氣層、隔熱層、舒適層組成的復合織物系統(tǒng)；采用芳砜綸纖維研發(fā)防火阻燃外層和隔熱層；開發(fā)“三合一”技術，研制具有“三明治”結構的防水透氣、防毒抗菌選擇性滲透織物；提出四維動體結構設計方法，進行具有作業(yè)活動適應性的防護服造型創(chuàng)新設計。

　　“火人”助力完善體系

據(jù)李俊介紹，在織物及服裝整體防護性能測評層面，該項目發(fā)展了綜合評價防護織物系統(tǒng)多種理化性能和舒適工效性能的表征技術，探索建立了系統(tǒng)科學的防護服裝從面料性能到服裝整體性能評價的體系和方法。項目通過研制模擬衣下微空間織物拉伸形變的熱防護性能測試裝置、揭示了多層織物系統(tǒng)綜合性能的演變規(guī)律；研發(fā)織物高溫液體燙傷防護性能測評裝置，取得了織物及其服裝整體在高溫液體滲透防護方面的理論研究成果。同時利用技術水平先進的火場燃燒假人服裝熱防護性能測評系統(tǒng)——“東華火人”，作為生物人體的替身，在模擬火場實現(xiàn)人體皮膚燒傷部位及程度定量預測，對防護服、火災防護服、熱防護工作服等服裝整體熱防護性能進行客觀評測。

據(jù)了解，“東華火人”是中國第一個燃燒假人。在火場的高危環(huán)境中，優(yōu)良的防護裝備能有效降低對消防員、逃生者的傷害。以往測試一般使用面料燃燒實驗，但該實驗無法反映其對人體作用的實際效果，容易在使用中造成防護不足。用燃燒假人模擬火場環(huán)境進行實驗，可更好地了解防護服的使用效果。“東華火人”實驗室是國際上首個火場人體全身防護裝備燃燒實驗室。同時，該假人完全模擬中國人體型構造、可在不同活動姿勢下精準感知高溫熱流、精確報告身體皮膚燒傷程度。此外，它的關節(jié)均可調(diào)節(jié)，可模擬消防員的人體活動。這有助于研究者根據(jù)中國人的身體特征，對救援活動中易拉扯的服裝部位、易導致面料空隙的部位作進一步改善，實驗室的研究團隊隨后將對假人經(jīng)燃燒后的數(shù)據(jù)進行分析。

研制防護服面料的東華大學化學纖維研究所所長胡祖明說，面料研發(fā)和燃燒試驗，正如“以彼之矛，攻彼之盾”。通過要求逐步升級的燃燒測試，研究者將更科學合理設計熱防護裝備，有效遏制火災、戰(zhàn)場和熱輻射等危險環(huán)境對人體造成的熱傷害。

　　產(chǎn)學研用最快途徑

“我們項目團隊采用課題負責人制，通過設立子課題，確定合作各方的責任，做到權責分明，任務明確。”李俊談道。針對“防護服多功能設計研發(fā)及性能評價”項目，在由東華大學與深圳優(yōu)普泰服裝公司組成的產(chǎn)學研用攻關團隊中，東華大學依托“東華火人”實驗室的理論優(yōu)勢主要負責火場燃燒假人服裝熱防護性能測評系統(tǒng)的建立和完善。優(yōu)普泰公司將多年專業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)特種防護服裝的生產(chǎn)經(jīng)驗反饋給東華大學，將最新的研究成果最快送達生產(chǎn)一線。

據(jù)介紹，產(chǎn)品開發(fā)方面雙方充分利用項目單位現(xiàn)有的產(chǎn)學研用一體化條件，東華大學化學纖維研究所與優(yōu)普泰公司全程參與，將所開發(fā)的技術快速應用到規(guī)模生產(chǎn)中，縮短了技術和產(chǎn)品開發(fā)完成的過程和時間，產(chǎn)品生產(chǎn)方面主要利用項目單位現(xiàn)有的生產(chǎn)條件。通過定期總結課題經(jīng)驗，召集產(chǎn)學研用各方專家學者和工程技術人員會議，商討課題進展中的難點、重點，研究成果通過產(chǎn)學研用平臺及時進行轉(zhuǎn)化，為技術成果的轉(zhuǎn)化提供良好的氛圍和必要的配套措施。

據(jù)悉，“防護服多功能設計研發(fā)及性能評價”項目成果已廣泛應用于阻燃服、防護服、防化服等防護裝備產(chǎn)品生產(chǎn)。