Нова схема змішування для економічної вогнестійкої білизни: поєднання безпеки та комфорту

Працівники на ризикованих професіях, таких як пожежники та водії перегонових автомобілів, мають нагальну потребу у білизні, що поєднує вогнестійкість і комфорт. Вона повинна не лише захищати від опіків при високій температурі, але й швидко відводити пот. Однак існуючі продукти або використовують дорогі вогнестійкі волокна (наприклад, мета-арамід), що є високовартісними, або ж застосовують суміш модакрилу та бавовни, яка погано поглинає вологу — через це важко досягти обох цілей одночасно.

Для вирішення цього питання дослідницька команда розробила нову схему змішування, що складається з 55% модакрилів (MAC), 15% поліакрилатного волокна (PAC) та 30% волокна ліоцелю (CLY). Випробування підтвердили, що така схема забезпечує баланс між вартістю, вогнестійкістю та комфортом, пропонуючи новий шлях для розробки економічного вогнестійкого білизни.

I. Основні проблеми: Обмеження традиційних схем

●Потреби в екстремальних умовах: Температури під час пожеж можуть досягати 1700 °C, тому білизна має бути вогнестійкою, щоб запобігти опікам. Інтенсивна робота призводить до сильного пітіння, тому потрібне швидке вбирання та виведення вологи, щоб уникнути почування спеки.
●Недоліки традиційних схем: Високовартісні волокна коштують у 3-4 рази дорожче, ніж модакрил, що ускладнює їх масове поширення. Суміш із 65% модакрилу та 35% бавовни має тривалий час зволоження — 480–960 секунд, що призводить до низької ефективності вбирання води.

II. Нова схема змішування: волокна та процеси

1、Комплементарні переваги волокон
MAC: Служить вогнестійким основним матеріалом. Він утворює вуглець без плавлення при високих температурах і має граничний індекс кисню (LOI) 32,5%. Крім того, матеріал стійкий до зносу та легко очищається.
PAC: Відрізняється високою вогнестійкістю (LOI 42%) та здатністю до вбирання вологи (вологовідновлення 15,55%), що покращує загальну здатність суміші вбирати вологу.
CLY: Екологічно чистий відновлюваний волокно з кращим вбиранням вологи (вологовідновлення 8-14%) порівняно з бавовною. Має відмінну проникність для вологи, що прискорює випаровування поту.

2、Основні параметри процесу
Контрольовані експерименти проводилися шляхом регулювання тонини волокна (1,7 дтекс/1,0 дтекс MAC), процесів пряжіння (кільцеве пряжіння/компактне пряжіння/siro пряжіння) та структур трикотажних полотен (5 типів, включаючи полотняний переплетіння, ребро 2:1 та піке-ребро), що забезпечує придатність результатів для реального виробництва.

III. Перевірка характеристик: відповідність стандартам як вогнестійкості, так і комфорту

1、Основні характеристики
●Волокна рівномірно розподілені в нитці та залишаються стабільними при температурі нижче 200°C (MAC витримує до 220°C, CLY — до 250°C), що відповідає вимогам умов із високою температурою.
●Міцність нитки з 1,0 дтекс MAC на 13,7% вища, ніж у звичайної нитки. Компактно витягнута нитка має мінімальну пушиння, запобігаючи утворенню катранів.

2. Вбирання вологи та виведення поту
Новий склад має час зволоження лише 5–14,6 секунд і час вбирання води 4,6–21,4 секунд, що значно краще, ніж у традиційних сумішах (480–960 секунд). Структура потрійного згину забезпечує найкраще вбирання вологи, тоді як структура ребра 2:1 порівняно повільніша.

3. Вогнестійкість та безпека
Відповідно до стандарту ISO 15025, у всіх зразків час догоряння та жевріння становить менше 2 секунд, без плавлення чи краплення. Структура ребра 2:1 забезпечує найкращу вогнестійкість. PAC і MAC працюють синергічно, посилюючи вогнестійкість, а покращене вбирання вологи не погіршує безпеку.

IV. Застосування та майбутня оптимізація

Основні переваги
1、Низька вартість: Вартість матеріалу становить лише 1/3 — 1/4 від вартості мета-араміду, додаткова хімічна обробка для підвищення вогнетривкості не потрібна.
2、Безпечно та надійно: Не плавиться при високих температурах, ефективно запобігає опікам.
3、Комфортно та екологічно чисто: Має відмінні властивості щодо вбирання вологи та виведення поту. Ліоселл посилює м'якість і забезпечує екологічність.

Майбутня оптимізація
Структуру можна адаптувати залежно від професійних потреб (наприклад, ребро 2:1 для пожежників, потрійний склад — для водіїв гоночних автомобілів). Крім того, технологію прядіння можна оптимізувати, щоб зменшити ворсинистість ниток і покращити стійкість до зносу, що допоможе функціональним текстильним матеріалам досягти балансу між «безпекою, комфортом та вартістю».
(Примітка: Дані взяті з наукової роботи Quality of Fine Yarns from Modacrylic/Polyacrylate/Lyocell Blends... (Номер документа: materials-16-04386.pdf), переписано у оригіналі.)