Пара новых исследований Университета Альберты показывает, как сделать одежду пожарных более безопасной в ношении, обслуживании и производстве.
Одно исследование показало, что некоторые волокна, используемые в защитном снаряжении, разрушаются под воздействием теплой воды, показывая, что может случиться с одеждой с течением времени, во время реальных сценариев пожаротушения и стирки.
Другое исследование проанализировало воду, используемую при производстве волокон, и выявило несколько вредных красителей, вымываемых из тканей, которые могут ослабить их защитные свойства.
«Результаты обоих исследований показывают уязвимости и потенциальные способы улучшения материалов, которые в настоящее время используются в одежде пожарных и для технического обслуживания», — говорит Сайфул Хок, который проводил работу, чтобы получить докторскую степень. в области текстильной и швейной науки на факультете сельского хозяйства, наук о жизни и окружающей среде (ALES).
Ношение и уход
В первом исследовании, опубликованном в журнале Journal of Polymer Science , с использованием методов ускоренного старения, отражающих условия пожаротушения и стирки, изучалось воздействие тепла и воды на 15 различных нитей в восьми тканях, обычно используемых для производства защитной одежды.
Волокна погружались как в очищенную воду с нейтральным pH, так и в кислую воду с температурой от 40°C до 90°C на срок до 1200 часов за раз, а затем проверялись на предмет физических, химических и других типов повреждений.
Результаты гидротермального старения показали, что смеси тканей, содержащие особый тип волокна, называемый параарамид/полибензимидазол, или ПБИ, деградируют по прочности на 68% быстрее под воздействием влаги, в отличие от аналогичных огнезащитных тканей, которые не подвергались воздействию влаги. t содержат PBI.
Высококачественные смеси волокон, содержащие ПБИ, обычно используются для изготовления верхних курток и брюк пожарных из-за гибкости волокна и способности выдерживать экстремальные температуры.
Но поскольку волокна ПБИ производятся с использованием серной кислоты , следы этого химического вещества остаются , как показывает исследование 2022 года, проведенное Хоком. Остаточная сера повышает чувствительность ткани к влаге и может привести к преждевременному разрушению защитной одежды, отмечает Хок.
По его мнению, полученные результаты могут помочь производителям высокоэффективных волокон и защитных тканей улучшить свои процессы.
«Волокна PBI по-прежнему хороши в использовании, но очень важно, чтобы производители разработали способы удаления остаточной серы из этих волокон».
Стирку противопожарного снаряжения также необходимо изменить, стирая одежду с волокнами PBI отдельно, советует Хок. «Это предотвращает риск повреждения соседних тканей, которые не содержат волокон PBI и в противном случае не подвергались бы деградации в теплой воде ».
В том же исследовании впервые было установлено, что метаарамидные волокна, еще один тип, обычно используемый в защитной одежде, демонстрируют «замечательную устойчивость» к теплу и водному стрессу, даже при воздействии кислой воды, говорит Хок.
Например, один образец ткани, содержащий 93% метаарамидных волокон, потерял только 4% своей прочности на разрыв после погружения в воду на 1200 часов при температуре 90°C.
Это открытие заполняет пробел в знаниях об эффективности высокоэффективных волокон по устойчивости к теплу и воде, позволяя производителям «более обоснованно принимать решения при выборе и разработке материалов для более прочного снаряжения для пожарных», — говорит Хок.
Это также открывает возможности для использования метаарамидных волокон в других продуктах, часто подвергающихся воздействию воды, таких как морское защитное оборудование, добавляет он.
По словам Хоке, общее исследование различных нитей и их волокон дает более полное представление об их долговечности. «Теперь мы можем предложить производителям предложения по оптимальным смесям волокон и конфигурациям тканей, которые обеспечивают лучший баланс между долгосрочной защитой и комфортом».
Ответственное производство
По его словам, во втором исследовании Хока , опубликованном в журнале «Волокна и полимеры» , он разработал метод анализа воды, используемой в экспериментах, который может быть использован производителями тканей , чтобы сделать свои производственные процессы более экологически устойчивыми.
Анализ выявил три родственных красителям соединения, которые, как известно, представляют некоторый риск для окружающей среды, «особенно когда они попадают в водные системы», отмечает он.
Хотя это не рекомендуется для использования, «возможно, некоторые производители все еще используют эти соединения, поэтому эта информация может помочь им предотвратить загрязнение окружающей среды и внедрить более устойчивые методы».