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消防服老化:形貌变化、结构变化和性能变化

[日期:20-07-28]


    消防队员没有特定的工作环境,日常救援工作室在各种环境中进行:从较低热辐射强度的暴露环境到相对罕见的极端热暴露环境,除此之外通常还涉及到湿度、紫外线辐射、机械力作用、化学试剂,甚至毒气烟雾。常用消防服外层面料芳纶纤维在这些环境因素作用下会发生一系列老化,主要体现在形貌变化、结构变化和性能变化三个方面。

 
形貌变化

    外界因素造成消防服老化直接表现在纤维表面。Kevlar、Nomex等纤维进行光热老化实验,探讨纤维表面特征: 随着光照时间的延长,Kevlar纤维断头形貌发生较大变化,分散状的原纤化劈裂非常严重,纤维皮层原纤有明显的脱落,树状原纤化劈裂破坏特征非常明显;而Nomex纤维则不同,仍然表 现出脆性断裂的形貌; 经过长时间的光照,2种高性能纤维表面会产生大量 的缺陷,引起较大应力集中的表面缺陷是导致纤维力学指标下降的最主要因素,同时纤维内部也会产生缺陷。
 
结构变化

    纤维的结构变化直接导致其性能的好坏。随着温度的升高和热氧老化时间的延长,芳纶的强度保留率降低,纤维聚集态结构发生重排,老化纤维断裂方式从劈裂断裂发展为脆性断裂; 而芳纶的化学结构并未发生明显变化。
 
性能变化

   热老化是芳纶纤维最主要的老化形式之一,在大气环境中,纤维的拉伸强度和拉伸应变随着温度的升高而降低。当温度恒定时,拉伸强度和拉伸应 变不随加热时间而变化。杨氏模量不受热处理的影响。在真空中, 热处理对纤维的拉伸性能没有任何影响。
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