Els treballadors en ocupacions d'alt risc, com els bombers i els conductors de cotxes de curses, tenen una necessitat urgent d'una roba interior que combini resistència a les flames i confort. Ha de protegir no només contra cremades per altes temperatures, sinó també eliminar la suor ràpidament. Tanmateix, els productes existents o bé utilitzen fibres ignífugues de cost elevat (per exemple, meta-aramida), que són cares, o bé adopten una barreja de modacrílic i cotó que té una mala absorció de la humitat, cosa que dificulta assolir ambdós objectius.
Per resoldre aquest problema, l'equip de recerca ha desenvolupat un nou esquema de barreja consistent en un 55% de fibra modacrílica (MAC), un 15% de fibra de poliacrilat (PAC) i un 30% de fibra lyocell (CLY). Les proves han confirmat que aquest esquema equilibra cost, resistència a les flames i confort, obrint una nova via per al desenvolupament de roba interior ignífuga econòmica.
I. Punts clau del problema: Limitacions dels esquemes tradicionals
●Necessitats en entorns extrems: Les temperatures en escenaris d'incendi poden arribar als 1700°C, per tant la roba interior ha de ser resistent a les flames per evitar cremades. El treball d'alta intensitat provoca una sudoració abundant, pel que es requereix una absorció ràpida de la humitat i l'evacuació del suor per evitar la sensació d'ofegament.
●Deficiències dels sistemes tradicionals: Les fibres d’alt cost són 3-4 vegades més cares que la modacrílica, fet que dificulta la seva popularització. La barreja 65% modacrílica/35% cotó té un temps de mullada llarg de 480-960 segons, resultant en una baixa eficiència d'absorció d'aigua.
II. Nou sistema de barreja: Fibres i processos
1、Avantatges complementaris de les fibres
MAC: Fa les funcions de nucli ignífug. Es carbonitza sense fondre’s a altes temperatures, amb un Índex Límit d'Oxigen (LOI) del 32,5%. També és resistent a l'ús i fàcil de netejar.
PAC: Destaca tant per la resistència a les flames (LOI 42%) com per l'absorció de la humitat (regain de humitat 15,55%), millorant la capacitat general d'absorció de la barreja.
CLY: Una fibra regenerada ecològica amb una millor absorció d'humitat (reabsorció d'humitat 8-14%) que el cotó. Té una excel·lent permeabilitat a l'humitat per accelerar l'evaporació del suor.
2. Variables clau del procés
Es van dur a terme experiments controlats ajustant la fi-nor de la fibra (1,7 dtex/1,0 dtex MAC), els processos de filatura (filatura anular/filatura compacta/filatura siro) i les estructures de teixit de punt (5 tipus incloent teixit llis, rib 2:1 i rib piqué), assegurant que els resultats siguin aplicables a la producció real.
III. Verificació del rendiment: complir amb els estàndards tant de resistència al foc com de confort
1. Rendiment bàsic
●Les fibres estan uniformement distribuïdes en el fil i romanen estables per sota dels 200 °C (el MAC resisteix fins a 220 °C, el CLY fins a 250 °C), complint així els requisits dels ambients d’alta temperatura.
●La resistència a la ruptura del fil fet amb MAC de 1,0 dtex és un 13,7 % superior a la del fil convencional. El fil compacte té la menor quantitat de pilositat, evitant l’aparició de borrons.
2. Absorció d'humitat i transport del suor
La nova barreja té un temps de mullada de només 5-14,6 segons i un temps d'absorció d'aigua de 4,6-21,4 segons, molt superior a les barreges tradicionals (480-960 segons). L'estructura de triple doblec ofereix la millor absorció d'humitat, mentre que l'estructura de rib 2:1 és relativament més lenta.
3. Resistència a la flama i seguretat
Compliant amb la norma ISO 15025, totes les mostres tenen un temps de combustió posterior i un temps de incandescència inferiors a 2 segons, sense fusió ni gotes. L'estructura de rib 2:1 ofereix la millor resistència a la flama. PAC i MAC treballen de manera sinèrgica per millorar la resistència a la flama, i una millor absorció d'humitat no compromet la seguretat.
IV. Valor aplicatiu i optimització futura
Vantatges principals
1、Baix cost: El cost del material és només 1/3 a 1/4 del del meta-aramida, i no es requereix cap tractament químic addicional retardant de la flama.
2、Segur i fiable: No es fon a altes temperatures, evitant eficaçment cremades.
3、Còmode i respectuós amb el medi ambient: Té excel·lents propietats d'absorció de la humitat i d'evacuació del suor. El lyocell millora la suavitat i assegura l'ecologicitat.
Optimització futura
L'estructura es pot ajustar segons les necessitats laborals (per exemple, riba 2:1 per a bombers, triple plegat per a pilots de cotxes de competició). Alternativament, els processos de filatura es poden optimitzar per reduir la pilositat del fil i millorar la resistència al desgast, ajudant els materials tèxtils funcionals a equilibrar la "seguretat, el confort i el cost".
(Nota: Les dades provenen de l'article Quality of Fine Yarns from Modacrylic/Polyacrylate/Lyocell Blends... (Número de document: materials-16-04386.pdf) i han estat reescrites originalment.)