Температура длительной эксплуатации термостойких волокон

Для изготовления огнезащитной одежды также широко используют традиционные негорючие материалы – стекловолокно (бета-стекло), асбест, тефлон. Температура эксплуатации данных волокон указана в таблице. Однако данные материалы имеют большую плотность, обладают низкими показателями комфортности, устойчивости к истиранию.

Таблица 2.3.

Температура эксплуатации волокон для производства защитной одежды [8]

Термостойкие волокна обладают низким удельным весом, высоким сопротивлением истиранию, повышенными теплозащитными свойствами и др. Добавление в состав термостойкой ткани природных волокон позволяет снизить толщину и массу ткани, увеличивает ее теплозащитные, физико-механические и гигиенические свойства.

Для оценки степени горючести материалов используют наиболее универсальную характеристику пожарной опасности материала – кислородный индекс (КИ):показатель в процентах минимального содержания кислорода в азотокислородной смеси, при которой образец материала способен еще к самостоятельному горению после локального зажигания этого образца в верхней части.

Оценку тканей осуществляют по различным критериям, но чаще выделяют три основных [7].

Первый критерий – предельно допустимая температура на внутренней стороне материала, защитного пакета или в подкостюмном пространстве и время ее достижения. В литературных источниках приводят предельно допустимые значения температуры: от +45^оС до +50^оС.

Второй критерий – изменение физико-механических показателей материалов за время достижения предельно допустимой температуры (снижение разрывной нагрузки и сопротивления раздиранию, термическая усадка, потеря отражательных свойств). От термической усадки зависят теплозащитные и эргономические показатели, при ее снижении более чем на 5% уменьшаются величина воздушных зазоров и время прогрева теплозащитного пакета. Потеря отражательных свойств ухудшает тепловую защиту и срок службы изделия.

Третий критерий – термическое разрушение материалов, а также время начала термического разрушения. К термическим разрушениям относят прогар, обугливание, оплавление, воспламенение, остаточное горение и тление.

При этом оценивают размеры термических разрушений, глубину, место расположения на средстве защиты. В зависимости от величины теплового воздействия допустимое время работы определяют либо временем достижения предельно допустимой температуры, либо временем начала термического разложения.

Новым направлением является создание системы термостойких текстильных материалов, активно реагирующих на окружающую среду за счет встроенных сенсоров. В данных материалах сочетаются высокопрочные текстильные волокна с электронными конструктивными элементами и микромеханическими компонентами.

Для термозащитных целей представляет интерес новое направление совершенствования свойств волокон, заключающееся в их «легировании», например, никелем/титаном. Из таких волокон получают материалы, способные принимать при перегревании предварительно заданную форму в зависимости от температуры. Эта новая форма сохраняется до достижения температуры перехода. Если температура перехода превышена, то материал возвращается к своей первоначальной структуре.

Подобные «легированные» материалы уже начинают применяться для термозащитной одежды, т.к. при усиленном термовоздействии благодаря изменению их формы образуется дополнительная воздушная прослойка и, следовательно, повышается термосопротивление.