導語：如何才能寫好一篇無機纖維噴涂，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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一、前言

目前市場上的防火保溫隔熱材料有巖棉、擠塑板、聚氨酯發泡、玻化微珠保溫砂漿等，與這些保溫材料相比，無機纖維材料因其質輕、無毒無味、隔熱、耐火、隔音性能都相當不錯而更占優勢，這也是近年來無機纖維噴涂得以廣泛應用的重要原因。近幾年建筑保溫引起的火災頻發，由以央視新址北配樓大火為大家所熟知，這些頻發的火災導致國內建筑界日益重視保溫材料的防火等級。無機纖維噴涂保溫材料防火A級的優勢非常引人注意。在這樣的形勢下，無機纖維噴涂在保溫領域發展非常迅速且很快形成較大市場。另外無機纖維噴涂還有著良好的環保性能，且施工方便，其外部裝飾特別美觀，其他材料基本無法與其相媲美。

無機纖維噴涂產品為人們的生活帶來更加環保節能、更加優質和舒適的美好環境。

二、工法特點

1 無機纖維材料材質特點：（1）質輕、無毒無味；吸音，可提高音效；（2）防火保溫性能：無機纖維材料，A級防火，可實現5h以上高耐火極限保護具有防火性能；（3）高效隔熱保溫節能作用：無機纖維噴涂的導熱系數只有0.035W/m℃，而其他材料的導熱系數相對較高；（4）抑菌環保；耐候性好；干燥使用快捷。

2無機纖維還有裝飾效果，表面可進行不同顏色的處理，可與其它材料復合使用，增加美觀和裝飾效果。

3無機纖維主要采用噴涂式施工，適用于任何復雜及異型結構表面，可直接噴涂于鋼材、混凝土、玻璃等材料表面。

三、適用范圍

1適用于建筑物、隧道的防火保護，尤其是耐火極限要求較高鋼結構的防火保護。

2適用于建筑物的吸音保溫和機械設備的保溫節能。

3適用于體育館、演播廳、博物館、工業廠房、地下車庫等。

四、工藝原理

通過專用設備，對普通無機纖維進行特殊工藝處理后，采用高壓風機通過管路輸送到專用設備的噴頭，與專用粘合劑無機纖維噴涂專用膠混合后噴涂至基體表面，以形成一層均勻無接縫，干燥后有一定硬度及粘結強度并具有裝飾效果的多功能絕熱涂層。可滿足吸音、保溫、防火保護的要求。

五、施工工藝流程和操作要點

1噴涂前的準備

5.1.1噴涂基體表面處理

1.對基體表面進行處理，確保基體適合噴涂作業。

2.纖維噴涂施工應在噴涂基體表面安裝的其他各類吊掛件、開孔和拉鉚安裝后進行。

5.1.2噴涂施工準備

1.與圖紙核對校驗，確定噴涂和非噴涂部位。

2.安置噴涂機械、調驗噴涂主機，保持運轉穩定均勻。

3.調驗噴涂膠泵，保持壓力穩定均勻，聯合調試主機和液泵系統，并進行局部試噴。

4.施工區拉設施工警戒線，嚴禁非施工人員進入穿行。

5.2總體工藝流程

基底預噴 噴涂施工 整形 清理

5.2.1基底預噴：噴涂棉和粘接劑混合噴涂之前，應使用已配好的噴涂粘接劑預噴基面。

5.2.1噴涂施工：按要求一次噴涂到預定厚度；如厚度不能滿足，則須進行補噴。

5.2.3整形：用特制的壓板或輥筒對已噴涂好的纖維棉層進行整形；應壓至設計厚度(可使用特制釘板或針尺測量厚度)，并使表面平整。

5.2.4清理：現場回彈料清理；防護遮擋材料拆除；作業面成品擦拭清理。

5.3噴涂施工工藝

5.3.1調整工作風壓和給料裝置，使纖維棉輸出率適宜，出棉量宜控制為0.8～1.25kg/min。

5.3.2保證纖維棉給料均勻，攪拌速度應均勻穩定。

5.3.3調節好水和膠量，按規范比例進行配比，比例為膠：水=1:10。

5.3.4噴涂角度應保持在60o～90 o之間，以便獲得較大的壓實力和最小的回彈，噴嘴應在循環形范圍內做迂回直線連續移動，以保證噴涂均勻連續。

5.3.5正確掌握噴涂順序:角隅處及檁條背面不應出現空洞或疏松,該部分應先噴涂或人工填塞。

5.3.6及時清除被噴面上的空洞或疏松，以便修補噴涂。；

5.3.7每次結束噴涂工作，須認真清洗噴嘴。

5.3.8噴涂后的部位平整，即在纖維固化前用壓板進行壓平整形處理。

5.3.9噴涂后的絕熱纖維噴涂層應保持良好的通風、干燥維護，固化72小時后可進行修整。

5.3.10對噴涂后的施工現場應及時清理，將回彈料裝袋清除現場。

5.4成品保護措施

5.4.1成品保護制度

1.設專職人員，隨時進行現場巡視檢查，保護成品和設施。

2.在制定計劃時應統籌各專業要求、科學合理編制，防止不合理交叉施工，避免返工、交叉污染等現象發生。

5.4.2成品保護措施

因噴涂施工中有少量纖維棉回彈，為防止對其它成品、裝飾面層、房間中的機械設備、管道等有污染，必須采取保護措施。

1.對于地面上的設備，裝飾地面，其它成品等可用彩條布遮擋保護。

2.對于墻面裝飾品，小型掛件等可用彩條布自上而下垂掛于墻面遮擋保護。

六、材料與設備

6.1主要設備計劃：

依據實際施工量和工程進度隨時進行調配。

6.2材料供應計劃

依據工程施工量計劃無機纖維保溫噴涂材料量。

七、質量控制

7.1質量要求

7.1.1噴涂表面感觀整體均勻，各區域表面覆蓋方式大概一致。

7.1.2噴涂表面外觀紋理基本均勻，異形部位噴涂層形狀應與基底形狀基本相同。

7.1.3當噴涂層完全干燥固化后，保溫噴涂層不應產生明顯脫落、分層、變形、開裂和飄灑現象。

7.1.4依據各部位噴涂厚度規定，采用針刺進行厚度檢驗，隨機抽檢部位每平方米均勻分布檢測3～5處；重點部位檢測5～8處；求平均厚度不允許有負偏差。

7.1.5噴涂施工、整形、補噴、修整并檢驗合格后，進行回彈料和修補部位以及地面清潔處理。

7.1.6施工質量和自檢的書面記錄，由施工負責人和質檢員簽字。

7.2質量保障措施

7.2.1認真熟悉圖紙，認真做好圖紙會審記錄，做好技術資料編制工作。

7.2.2進場后應先試噴工程樣板，及時請總包、監理及業主等相關單位主管人員進行樣板工程認可及驗收。

7.2.3控制好噴涂層的密度，應使其偏差控制在既定密度的10%以內；可通過對材料用量的實時監控加以控制及調整。

7.2.4控制好噴涂層的厚度。

7.2.5嚴格要求噴涂層的表觀狀態，并達到施工規范及施工驗收標準。

7.2.6加強對原材料使用、配比和管理工作，回彈材料不準用于二次噴涂使用。

八、安全措施

8.1勞動力組織：

項目經理1名：負責工程全面管理；

安全員1名：負責現場施工安全管理；

電工1名：負責施工現場用電管理、維修；

技術工人數名：負責材料配制、噴涂、表面整形；

普工數名：負責成品保護、現場清理、材料配送、環境保護等。

說 明：以上工程管理人員可進行兼職擔任，施工人員可根據施工實際進度進行增減調配。

8.2.安全措施

8.2.1認真貫徹“安全第一,預防為主”的方針,明確安全生產責任制。

8.2.2施工前編制有針對性的安全技術交底,并向施工作業人員進行交底。

8.2.3進入施工現場必須戴安全帽,高空作業應系好安全帶,上班前不準喝酒、吸煙,不準在施工現場嬉戲打鬧。

8.2.4施工中所搭設的架子要有支搭方案,并經驗收合格后方可使用。

8.2.5按規范要求編制臨時用電施工組織設計并嚴格貫徹實施。

8.2.6遵守總包的有關規章制度。

九、環保措施

9.1工程垃圾定點堆放并按規定清運。

9.2注意施工噪音的影響，必要時調整施工時間及程序，堅決做到不擾民。

十、效益分析

10.1 得到了業主等多方的認可，收到了良好的信譽。

10.2體積小質量較輕，搬運方便，出棉速度快、施工效率高，且經久耐用，具有很好的社會效益。

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關鍵詞：無機纖維；保溫噴涂；地下車庫；建筑材料；防火保溫 文獻標識碼：A

中圖分類號：TU74 文章編號：1009-2374（2015）29-0052-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.29.026

無機纖維噴涂作為一種可以進行噴涂的建筑材料，能夠有效滿足建筑防火保溫的要求，在節能保溫過程中實現最大的經濟效益。

1 項目介紹

XX項目北區由E、F、G、H座四棟塔樓構成，結合項目前期的開發經驗，確保合理的保溫節能設計將有利于項目當前的工作推進，阻斷“熱橋”將有助于節能效果的實施。E、F、G、H座車庫頂板保溫層的使用是在南區B、D座基礎上進行的優化，B、D座使用玻化微珠保溫砂漿，其施工工序不但復雜，而且對施工質量要求較高，噴涂效果較為一般。經過對不同保溫系統進行比較分析，北區E、F、G、H座采用了無機纖維保溫噴涂施工，此工序簡單，使用專業自動化設備一次成型，噴涂效果好，節省人工，降低成本。

2 無機纖維噴涂性能

無機纖維噴涂是一種較為環保的新型保溫吸聲材料，在建筑行業得到了廣泛的應用。使用無機纖維噴涂技術可以針對構筑物復雜的結構形式、多類型的異性構造、冷熱橋的出現等問題進行有效的處理，從而實現設計之初的目的。

2.1 保溫絕熱性

無機纖維噴涂的導熱系數最低可以達到λ=0.035w/m?K，是一種具有高效絕熱性能的高級保溫材料。這可以保證很好的絕熱性，特別是噴涂在異型結構和結構復雜的建筑上，將會使絕熱層形成一個密閉無接縫的整體，從而使冷熱橋被有效阻斷，提高了保溫效果，同時也降低了能源設備投資及消耗。

2.2 整體性

噴涂后的保溫絕熱層與一個皮膚式的整體相類似，確保建筑實體與外界之間的隔絕，有效地阻斷熱橋所帶來的負效應，解決以往絕熱型材容易脫落、容易變形、接縫較多、與基體粘貼不牢等不利問題，實現了建筑圍護結構的保溫效果。

2.3 降噪吸聲性

對于建筑本身的降噪性來說，在建筑表面使用特殊工藝的無機纖維噴涂后，材料內部的纖維結構會交織在一起，形成三維的高強度立體網絡，這樣的結構形式具有相當強的韌性，可以極大地延長聲波的傳播渠道及傳播時間，進而增加因聲波使纖維振動而引發的聲能向機械能轉換時間。

2.4 抗阻尼性

如果將無機纖維噴涂在鋼板之上，就會形成較為穩定的吸聲層，這將對聲音起到一定的聲阻尼效果。

鋼板自身的震動頻率模式隨之變化，中低頻率的隔聲能力得到了加強，確保了整棟建筑對聲音的傳播的

抵抗。

2.5 不燃性

作為具有發展前途的一種新型材料，不燃燒、不生煙、降低環境污染是必要的自身特點。經過檢測，結合《建筑材料燃燒性能分級方法》（GB 8624-1997）的檢測，無機纖維噴涂屬于A級不燃材料的范疇。如果在鋼結構、防火漆表層噴涂無機纖維，建筑結構的耐火極限可以得到有效延長。在高溫狀態時該物質將融化為液態，不會分解，不會釋放有毒氣體，滿足《汽車庫、修車庫、停車場設計防火規范》（GB 50067-97）防火等級的要求，這將與其他材料的性能有著明顯的提高，填補了其他材料的特性不足。

2.6 裝飾性

無機纖維制造的產品的另外一個特性是其可以完露于空氣中，并具有良好的聲學效果，表層部分可以不再粘、噴、附其他類型的材料，但是可以通過各種顏料對表層進行著色，配合其他建筑裝飾材料的使用比較簡單，可以增強建筑審美效果及裝飾特性，給人們一種直觀的美。

2.7 安全環保性

依據國家GB 18583-2001和GB 1741-1989包裝標準及其他相關標準檢測：該噴涂屬于無機產品，無菌、無毒、無味、不霉變；無放射性、無粉塵漂浮物；即便在高溫狀態下也不會釋放有毒氣體及有毒物質，健康環保，pH值為7，屬于中性，對基材無腐蝕。尤其需要注意的是，在噴涂施工中的廢料可以100%回收，并循環

利用。

2.8 復雜結構的適應性

正常的裝飾面噴涂需要與建筑基體緊密粘接，無機纖維保溫噴涂系統與建筑基體的粘接程度能夠達到7.4kPa，纖維結構比較輕，易飄灑，易脫落。由于無機纖維保溫噴涂粘接牢固，上述易脫落的情況將得到有效的避免。此外，噴涂介質較多，可實現全自動機械化施工作業，針對特殊復雜的異性結構、管線、密集區域、裝飾構件等部位也可輕易實現施工作業，有效避免因施工作業人員在難以到達的空間中無法施工的尷尬環境，進而保證工期，簡便易行。

2.9 抗拉強度

根據《膨脹聚苯板薄抹灰外墻外保溫系統》（JG/149-2003）檢測方法進行檢測，檢查結果垂直于保溫層表面的抗拉強度為3.28kPa，滿足建筑施工的需要。

3 綜合單價分析

經測算，無機纖維噴涂保溫在XX項目北區E、F、G、H座車庫的應用，節約成本約32萬元，實現了效益與效果的雙豐收。

4 推廣應用前景

立足國家有關節能政策與規范，進一步降低能源消耗，減少人們對建筑物的熱量損失、二氧化碳排放量增多的誤解，當前的建筑節能指標已經比以前提高了很多，達到了65%。無機纖維保溫噴涂已日益成為一項最基本的保溫隔熱技術，無論是在采暖區還是在非采暖區，此項技術的應用都是符合熱工設計規定的，都將成為建筑節能保溫的有力保障。

XX項目北區E、F、G、H座車庫頂板保溫采用無機纖維保溫噴涂是在南區B、D座玻化微珠保溫棉的基礎上進行的優化，在滿足保溫要求的同時，增加節能環保性及安全使用性，成本方面也有較大幅度的節省。

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關鍵詞：無機顆粒、纖維、噴涂吸聲材料、基面處理

Abstract: A new type of inorganic particles spraying sound-absorbing material, the material is expanded perlite, inorganic cementitious material, organic reinforcing agent and the waterproof material made of a mixed configuration, avoiding the use of fiber materials as sound absorption material with a number of shortcomings; the same time through Add a primary surface in the construction of fixed parts and steel mesh, an increase of inorganic particles with the wall coating materials, the combination of strength and their overall performance materials, coating of inorganic particles to provide good sound absorption material way the application.

Key words: Inorganic particles, fibers, spraying sound-absorbing material, the base surface treatment

1. 引言

90年代后國內一些企業開始從國外引進纖維噴涂設備及技術從事纖維噴涂爐襯開發應用于工業爐耐火絕熱,并取得了明顯的效益。這類進口噴涂設備使用的是未經粒化的散狀棉[1]。當時噴涂吸聲材料主要應用于化工、石化、煉油、冶金等行業的工業爐窯的爐襯[2]。進入新世紀，特別是國家大劇院、北京奧運會場館等大型工程建設給纖維噴涂技術帶來了巨大的發展。纖維噴涂技術逐漸向吸聲方向轉換，由于其良好的吸聲性能、卓越的絕熱性能、復雜結構的高適應性、完美的密閉包裹性、施工基面的多樣性[2]，在吸聲市場迅速占有一席之地。但目前市場上的纖維吸聲材料，由于其主材纖維的自身缺點，如防水性差、強度低等致命缺陷，限制了在市場進一步發展，只能滿足室內進行施工。

本文主要介紹一種無機膨脹珍珠巖為主要骨料的噴涂材料，這種噴涂吸聲材料不僅可以應用于室內，在室外橋面、鐵路站臺側等均可以應用。主要由于該材料在防污染、粘接力和防水性能較纖維吸聲材料具有較大程度的優化，屬于顆粒狀噴涂吸聲材料，該材料應用于武廣城際高鐵站臺兩側的施工，為類似顆粒狀噴涂吸聲材料的施工提供參考。

2. 主要原材料及原理

新型噴涂材料主要原材料：無機珍珠巖顆粒、蛭石、無機膠凝劑、有機增強劑、防水劑、生產用水等；

新型噴涂吸聲材料主要是利用無機顆粒經過化學處理后，能夠滿足防水、增加強度的需要，在外加劑的作用下，快速凝結。基本過程為首先將無機顆粒+外加劑+防水劑在無水條件下充分攪拌，得到無機顆粒拌合物。同時用無機凝結劑+有機凝結劑+生產用水制作膠凝劑，將兩組拌合物分別置于預先準備的兩個桶中，通過噴涂設備的鼓風機將兩組分別噴出，兩組物質同時在基面上，通過膠凝劑的快速凝結性能，使得無機顆粒迅速在基面上凝結，并形成強度。

3. 施工技術

3.1 施工設備

氣流輸送設備和專用膠粘液體泵兩部分組成，是對材料進行輸送、混合、噴涂施工的專門設備。

3.2 噴涂材料配制

噴涂材料配制成兩組，一組為無機顆粒+外加劑+防水劑；另一組為無機膠凝劑+有機增強劑+生產用水，兩組分別攪拌均勻。

3.3 施工工藝流程

施工前準備噴涂基面處理噴涂施工噴膠表面修整 噴涂場地清理質量驗收噴涂層養護

3.4施工方法

3.4.1基面處理應方法

（1） 噴涂作業前，應清除噴涂表面的脂、油脂及其他不純物。

（2） 用棉制材料清除施工作業基面的明水，掃去表面浮塵及黏結力較差的灰塵及雜質。

（3） 選用合格的防水材料對施工基層漏、滲水部位進行堵漏處理。

（4） 用水泥等填充物對施工基層表面較大裂痕及坑洼處和凹陷處進行填補，削平金屬尖 銳突起物。

（5） 在基面上植入15mm 高度的鋼筋，鋼筋布置間距為500mm，并固定鋼筋網，鋼筋網孔直徑不小于30mm；

（6） 檢查基面無上述情況后，方可進入下道工序。

站臺側面固定件安裝示意圖 站臺側面加固網片安裝示意圖

站臺側面固定件安裝實景圖站臺側面噴涂材料實景圖

3.4.2氣流無機骨料輸送機的設定

（1） 將所有開關均放置在關的位置，將氣流纖維輸送機接上電源。將纖維輸送軟管的一端接到氣流纖維輸送機出口上，并確保輸送機出口及輸送軟管內無堵塞。

（2） 將氣流纖維輸送機調節控制裝置設定到13，設定出風量。

（3） 將遙控線接到控制板上。確認遙控裝置上的氣流纖維輸送機開關處于“關”的位置。

（4） 旋轉機器端部位于氣流纖維輸送機過濾器上方的手搖曲柄，調節滑板門上的指針指示器到#2位置，設定出料量。

3.4.3膠凝液體泵的設定

（1） 將電源連接到泵上。

（2） 將液體管道接到泵體上的一個出口軟管上。確認第2個軟管出口閥處于關閉狀態。

（3） 釋放調節手柄，起動泵機，使其在無壓下運行約一分鐘。

（4） 卡住安全泄壓閥的調節手柄，將壓力表調到400-650kg/m2的位置上。

3.4.4施工位置

噴嘴最好離噴涂表面保持約50cm的距離，噴涂表面和噴嘴的角度以45度為最佳[3]。

3.4.5噴涂作業

（1） 厚度標記

在開始進行噴涂作業前，依據材料消耗表，固定一測量棒，標記厚度，為操作者顯示要求的噴涂厚度。

（2） 基面底漆

開始噴涂之前，先把基面用粘結劑和硬化劑稍微噴一噴，這樣可以使超細巖棉和粘合劑迅速粘到表面上，還可避免粘合劑向下流淌。同時，噴涂表面附有塵土時或者表面過于干燥時，可增加表面附著力。

（3） 噴涂施工

打開噴嘴座上的兩個噴嘴，并通過開關1啟動噴涂機，當粘合劑用泵和鼓風機運作后，順時針打開開關2，啟動無機顆粒拌合物進給，通過管道吹到噴嘴處，在噴嘴處無機顆粒拌合物和粘結劑、硬化劑混合。噴涂初期一定要調節氣流，開始噴涂時無機顆粒拌合物的進給十分大，如果堵塞，一定要增加空氣壓力，為了降低噴嘴的空氣進入，鼓風機入口的開放程度一定要降低，當一切正確調節完畢，噴涂完成后，表面會直接干燥。

3.4.6 細部處理

對噴涂完的表面進行邊角處理，去掉應噴涂區域外的多余噴涂材料，進行邊角修整時，從頂端向下進行。對于未能噴覆的管根等隱蔽部位或由于人為或其它原因造成的成品脫落，面積小時可選用手工修補，大面積時應重新機械噴涂修補。

4、總結

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關鍵詞：隧道 ; 隧道火災 ;防火措施

中圖分類號：U458

Research Progress of Tunnel Fire Prevention Measures

CHANG Chuan-peng1,2，XIE Jin-de2，HOU Zi-yi1

（1.School of Civil Engineering，HeBei University of Technology,Tianjin300401，China；

2.Research Insititute of Highway Ministry of Transport，Beijing 100088，China)

Abstract: With the rapid development of tunnel linings construction in China，the fire safety of tunnel linings is attracting growing attention．This paper from the causes of tunnel fire ，characteristics， points out the necessity of tunnel fire, according to the fire characteristic，puts forward effective fire prevention measures, and many kinds of fire protection measures are discussed in this paper. To ensure the safety of tunnel lings to provide some reference, further research needs on fire safety of tunnel structures are proposed．

Key words: Tunnel linings; Tunnel fire; fire prevention measures

0 前言

隨著國民經濟和公路交通的迅猛發展，東部地區為了節約土地資源緩解交通壓力，西部地區為了便利交通跨越山領，隧道建設越來越多，其漸漸成為了交通的咽喉要道。在公路方面，據國家統計局《2011年公路水路交通運輸行業發展統計公報》，全國公路隧道為8522處，625.34萬米，比上年末增加1138處，113.09萬米。其中，特長隧道326處，143.32萬米；長隧道1504處，251.84萬米。隧道作為管狀結構，內空間結構狹窄，能見度較低，再加上入洞時的黑洞、黑框效應，易引起車輛碰撞，車輛拋錨等交通事故，導致汽車可燃材料燃燒而引發火災。隧道火災發生概率盡管很小，但無論公路、鐵路隧道一旦發生火災，如救援人員不能及時發現并撲救，將造成嚴重的經濟損失和人員傷亡。而我國是世界上公路隧道最多的國家[1]。因此對隧道進行防火處理顯得尤為重要。

最近幾年國內外的隧道事故

1隧道火災特點

隨機性大

隧道火災的發生不受人所控制，從它引發的原因出發，可能在隧道任何地點、任何交通運行期間發生火災事故 [2]。正是由于這種原因，導致人們無法估計或者預測火災可能發生的規模大小，不能及時采取補救措施造成更大的經濟損失。

（2）煙霧大，溫度高

發生在隧道等地下工程中的火災，處于這種近似于密閉狀態的狹小空間內，熱量急劇發展形成熱沖擊，造成照明系統破壞，同時不完全燃燒的煙霧顆粒布滿空間，能見度降低，撲救火災幾乎不可能。瑞士阿爾卑斯山區隧道火災案例中，高溫熱沖擊以及大的煙霧使得救援人員進入火災場地的嘗試多次失敗[3]。

（3）火災類型多樣化

隧道火災發生并不是單一固定的，相反火災形勢多樣，主要涉及氣體可燃物的火災、固體可燃物火災、液體可燃易燃物火災等多種類型［4］。并且隨著火勢的蔓延，多種火災形式就有可能同時發生。劇烈的火災有可能會使隧道混凝土結構承受不住高溫而爆裂、脫落，導致隧道坍塌，帶來更加嚴重的后果。

隧道火災造成的濃煙、車輛擁堵以及災難事故

2隧道防火必要性

在早期地隧道建中，建筑隧道所用的混凝土材料本身不燃能夠有效防火，再者人們對隧道以及相關安全的認識不足，一般認為能夠滿足耐火要求，另外考慮到隧道建設工期的縮短、經濟的節約等就省略了安裝防火板材或者噴涂防火涂層的工序。而正是由于這些原因隧道火災造成了更大的經濟損失、人員傷亡。特別是處于軟弱地層或者海底高壓等情況下的隧道結構，隧道的支撐結構、密封及防水結構在火災下可能受到破壞而失效，使得隧道發生涌水、甚至坍塌。作為隧道建筑材料的混凝土，雖然本身不燃并具有良好的耐熱性，但是超出他所承受的極限，材料受到破壞，混凝凝土強度就會下降，導致結構破壞。

對于混凝土強度隨溫度變化國外研究比較明確，美國國家標準和測試協會(NIST)指出：普強混凝土(CSC)溫度達到300℃時，強度損失為10 ％ ～20 ％ ；達到600℃時，強度損失為60％～75 ％。 高強混凝土(HSC)在450℃時，抗壓強度損失達到40 %，當溫度達到600℃時，抗壓強度損失約為75 %。而隧道發生火災時溫度一般在1000℃以上，隧道砌體結構難以承受如此高溫，嚴重部分就容易垮塌[5-6]。

為了保證隧道安全運營，就需要采取必要的防火措施保護好隧道結構，避免或者減少隧道火災造成的巨大損失。

3隧道防火措施

鑒于隧道火災帶來的災難損失，人們在材料應用方面及隧道結構設計方面進行了一系列有意義的研究并提出了有效地改善措施。

3.1材料方面

為了避免火災對隧道結構的破壞，隧道防火材料方面人們采取了如下的一些防火措施。

3.1.1隧道防火板材

在隧道壁面上為了降低火災對隧道結構地破壞，根據隧道截面特點而鋪設粘貼地耐火板材。防火板材的防火原理在于火災高溫環境下，板材表面會損失一部分結晶水，從而降低隧道壁面的溫度上升趨勢。隧道防火板材優點較多，他自身具有良好的耐久性、作為防火板材隔熱保溫性好、熱量傳遞較慢。提高了隧道的耐火極限。防火板材厚度不同耐火時間也不盡相同， 1.0-4.0 h的耐火極限,板材厚度通常在10-50mm [7]。

荷蘭Westerschelde Tunnel

3．1.2噴射無機纖維

噴射無機纖維防火材料國外研究比較靠前，早在20世紀60年代就已經問世。噴射無機纖維另辟蹊徑，是利用無機纖維中耐火性能較好的材料，如礦棉、巖棉和玻璃棉等材料，是以另外一種形式應用到防火上的新技術。這種在國內被視為的新興隧道防火技術在國外已是相當成熟。噴射無機纖維防火原理在于通過噴射施工方式將粒狀的無機纖維, 噴打在隧道襯體結構(表面)上, 粒狀棉之間相互聚集，在襯砌結構表面形成保溫、隔熱的防火纖維材料層。同樣不同地噴射厚度耐火時間也不盡相同，噴涂層1.0-4.0 h耐火極限，需要噴涂厚度在10-50 mm[8]。

3.1.3隧道防火涂料

如今應用最普遍的則是隧道防火涂料，其本身能夠有效的隔熱、阻燃，降低熱量傳遞速率或者有效吸收熱量，減少火災熱沖擊對隧道襯砌結構的破壞。隧道防火涂料略與上述兩種防火方式不同，對于非膨脹型隧道防火涂料，厚度一般是7-30mm，耐火極限可達1-3個小時[7]，膨脹型防火涂料則不是按厚度衡量耐火性。在火災高溫下，膨脹型防火涂料體積逐漸增加，需要消耗體系的內能，內能地消耗導致體系溫度地降低，使得混凝土結構在一定時間內保持低溫，有效阻止燃燒進行[9]。

隧道防火涂料的發展趨勢,針對防火涂料的缺陷不足進行改進。針對防火涂料涂層太厚，研究開發薄型、超薄的防火涂料，但是耐火性能卻不能降低；針對防火涂料耐水性較差，開發研究防水隧道防火涂料，避免隧道潮濕而造成防火涂料地脫落；針對防火涂料的燃燒可能產生毒性氣體，開發研究綠色環保的隧道防火涂料。各種隧道防火涂料在研究開發中，這將會更加有利于隧道防火的成效。

3.1.4 耐火纖維混凝土的應用

（1）纖維混凝土是在混凝土中加入纖維，改善混凝土的性能。一般加入聚丙烯纖維，聚丙烯纖維是一種半透明狀的塑料纖維,材料色質為白色,一般是束狀單絲結構或網狀結構,在建筑混凝土應用中一般分散成單絲狀，以便均勻分布于混凝土中。作為一種新型的合成纖維混凝土,加入少量的纖維，混凝土的抗沖擊性、耐久性、收縮性能[10],延緩了高溫下混凝土在裂縫地產生和發展[11]。

（2）耐火纖維混凝土的優缺點

纖維應用具有以下優點 [8]，考慮到纖維混凝土本身耐火特性，在隧道建成之后，通常認為滿足耐火的要求，這樣就省下噴涂防火涂層或者安裝防火板這些施工工序，間接縮短建造工期；減少了上述施工工序，相對而言隧道空間擴大了，或者掘進橫斷面的直徑減少，使得有效減少開挖體積12]，從而減少建筑成本；本身具有良好耐久性的纖維混凝土，通常認為滿足隧道設計年限的要求，從而減少了更換和維修，以及對周邊環境和隧道內部管線鋪設等影響；同時隧道運營過程中對襯砌結構裂縫觀測以及強度檢測更為方便。

其不足在于比普通混凝土略高的造價, 根據材料不同, 一般超出5%- 10% 左右[13],加入纖維的混凝土滲透性變大，聚丙烯本身并不存在毒性，但是在一定溫度下，聚丙烯纖維不完全燃燒，其分解物會產生有害物質。

（3）耐火纖維混凝土的發展

目前推陳出新地應用新舉措，耐火纖維混凝土還可以部分加入纖維，部分不加纖維，在表面受到火災影響的部分加入纖維大約占到1/3左右厚度。既減少了纖維的加入，減小了滲透性，又保證了纖維混凝土在火災中抗裂性能[14]。

耐火纖維混凝土如今研究的大都是單一的纖維，取得了很好的效果，對增強混凝土性能各自發揮著獨特的作用，但是性能大都比較單一也存在著許多不足之處，那么能否將纖維相互結合，使得性能互補，使用效能和經濟效益互補[15]。利用不同性能和優點的纖維摻雜與混凝土拌合得到更高性能的混凝土，實現優勢互補，產生混雜效應[16]。所以多摻纖維混凝土將成為研究防火混凝土的新方向。

3.2結構方面

3.2.1隧道混凝土結構的破壞

混凝土爆裂的機理尚未完全揭示[17],目前對此解釋主要有兩種一是熱應力機理，一是蒸氣壓機理。熱應力機理是指發生火災，高溫下熱傳遞使得混凝土內外引起了溫度梯度,伴隨溫度梯度變化，而產生的熱應力引發爆裂由表及里；蒸氣壓機理是火災高溫下，結構內水分蒸發混凝土阻止內部水蒸氣的逸出，從而內部蒸氣壓逐漸升高,而混凝土的抗拉強度有極限，當超過這個極限就會產生爆裂，即引發高溫爆裂。而復雜的火災場景下兩種爆裂機理可能相互作用.混凝土內部的蒸氣壓力和熱應力相互結合，使得混凝土突發爆裂[18-19]，使得隧道襯砌結構受到破壞，甚至出現坍塌。

混凝土爆裂的幾個控制因素[20]。（1）混凝土的濕度（含水量），一般混凝土脹裂的含水量不低于2%，這是混凝土爆裂的決定性因素。（2）混凝土的強度，一般而言混凝土的強度大就意味著混凝土密度大愈加密實，密實結構的混凝土，孔徑少，水蒸氣溢出的途徑少，爆裂幾率更大。（3）多孔性，骨料級配、引氣劑、水膠比等因素都影響混凝土的孔隙分布。孔隙分布越多，蒸汽壓力就越小，爆裂幾率就越小。

3.2.2設置混凝土犧牲層

混凝土犧牲層的防火原理在于建筑附加的混凝土層作為防火犧牲結構，火災破壞犧牲層結構卻維持了隧道內部結構的整體性，從而阻止隧道結構在火災中破壞倒塌[21]。該施工方法一定程度上縮短建設周期，降低了建造成本。但是混凝土犧牲層的厚度較大，一般而言耐火極限有限，耐火時間要達到2h，厚度增加至少50mm，缺點顯而易見。較大厚度減少了隧道的必要空間，更嚴重的是，火災高溫會造成大量的混凝土爆裂、剝落，可能造成路線堵塞，對救援人員以及疏散人員造成傷害。為了減少混凝土碎片層層剝落, 采取了一些措施，如在混凝土表面鋪設鋼絲網等[21],目前該措施應用較少。

3.2.3噴淋滅火系統

噴淋滅火系統是建筑物內應用最廣泛的一種滅火設施。但是從使用情況和現有防火實驗看，目前噴淋滅火系統在公路交通隧道內應用效性仍存在很大爭議，交通隧道內設置噴淋滅火系統應充分考慮以下情況。

(1)考慮隧道內火災發生的位置，火災往往在機動車下或者發動機處，噴頭開始使用達不到滅火效果。

(2)從發現火災到啟動噴淋系統有一段間隔時間，隧道內已經成型的火災使噴灑的水霧汽化而產生大量高溫蒸汽，這些對疏散人員造成極大傷害。

(3)噴淋滅火系統啟動后具有降溫作用，往往使沿隧道頂的熱煙氣層降低并破壞煙氣分層[23]。

(4)噴淋滅火噴出的水會使路面變得濕滑，人員疏散困難、危險，液體燃燒物可能危險更大。

3.2.4 工程防火設計

為防止火災造成的直接損失設置隧道火災防火隔墻，保護隧道結構，防火分區之間設隱藏式防火隔墻，發生火情時系統自動啟動或控制中心控制，配合隔煙水幕系統，以防止煙霧熱氣蔓延。設置足夠數量的消防應急避難室以備工作人員撤離。

3.3 防火措施總結比較

對上述的防火保護措施進行比較[24-25]。綜合起來看, 使用噴涂防火涂料措施的防火性能可靠, 成本較低，性價比鉸好, 也值得推廣。而使用耐火纖維混凝土優點也是顯而易見，經濟、環保等等的許多其它措施所沒有的優點。今后研究的方向應該是開發環保, 經濟，耐火性能更好的產品。能夠將防火涂料與耐火纖維相結合使用，優勢互補。

對于如今的隧道防火, 應以噴涂防火涂料或者采用耐火纖維混凝土的防火措施為主, 各國隧道防火安全研究人員對隧道火災都做了大量的模擬實驗, 而對于纖維混凝土結構與未加纖維的結構相對比，試驗結果表明采用耐火纖維混凝土效果更好[24][26]，能夠有效減緩混凝土裂縫產生和發展的速度。

4 結語

隧道火災受多種因素影響，加強隧道火災試驗，確定隧道結構在特定的火災場景下的耐火性能及測試標準。為了最大限度地減少因火災造成的損失，按不同隧道的不同特點做出了相應的改進或預防措施，適應隧道結構的快速發展，最大可能地消除隱患。現在隧道工程中遇到各種問題也在逐漸攻克，而超長隧道、大隧道也是不斷出現，這就需要科研人員繼續研究，而研究開發環保、經濟的防火措施是今后隧道防火的發展趨勢。

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篇5

【關鍵詞】建筑節能；保溫材料；種類；特點；

前言：

近年來，隨著人們節能環保的意識不斷提高，國際上對節能措施的研究也不斷加深，我國更在“十一五”期間提出民用建筑和公共建筑嚴格執行65%節能的標準，并推進實行綠色建筑的長期計劃，筆者相信，在接下來的“十三五”期間建筑節能會受到更多的重視。那么，在建筑外墻保溫施工中，選用合理的保溫材料就尤為重要了，本文將對北方建筑市場常用的保溫材料進行分類，并淺述其特點及使用部位，方便讀者解決在施工方面的選材問題。

一、建筑外墻保溫材料的分類

目前，外墻保溫材料可以分為有機保溫材料和無機保溫材料兩種。

二、有機保溫材料的種類

有機保溫材料常見的有硬泡聚氨酯、擠塑板（XPS）、聚苯板（EPS）、酚醛板。

硬泡聚氨酯是一種混合材料反應形成的硬質泡沫塑料，通常表面密度在35-40K/m3，導熱系數可達到0.024w/（m.k），可以說是目前保溫材料中導熱系數最低的一種。它具有防潮、防水性能，屬于憎水材料。它屬于熱固型材料，無熔融滴落，防火等級屬于B級。以上特性決定了硬泡聚氨酯的使用形式，它常見于噴涂法、澆注法施工，或加工成板材粘貼在外墻表面。在施工時，噴涂和澆注往往不便于施工，對施工人員操作水平要求較高，難于保證施工質量。板材粘貼中，存在物理配方較復雜，穩定性差，可能導致保溫效果不好，加之成本較高，因此在我國北方建筑施工中占有率并不高。盡管如此，不能否認它的優點，也許在不遠的將來它將成為保溫行業的主流材料。

擠塑板是由聚苯乙烯樹脂及其它添加劑經擠壓過程制造出的擁有連續均勻表層及閉孔式蜂窩結構的板材，通常表面密度在25-35K/m3，導熱系數可達到0.035w/（m.k）。具有高強度抗壓性，屬于憎水材料，由于發泡化學結構，使其質輕、穩定性好。在環保監測中屬于環保型建材。防火方面它屬于熱塑性材料，熔融滴落，防火等級屬于B級。在外墻保溫施工中，需要做好基層處理，雙面涂刷界面劑，這使施工工藝加大。在溫差較大的北方，會導致其穩定性差，易發生變形.北方建筑施工中常用于地下室側墻保溫、地面保溫、屋面保溫和冷橋位置的保溫，其應用范圍很廣。

聚苯板是由含有揮發性液體發泡劑的可發性聚苯乙烯珠粒，經加熱預發后在模具中加熱成型的白色物體，通常表面密度在18-22K/m3，導熱系數可達到0.041w/（m.k）。防水性、耐候性不如XPS板材好，防火方面它屬于熱塑型材料，熔融滴落，防火等級屬于B級。在一些物理性能方面它沒有XPS好，但其施工工藝已成熟，在歐洲已有三十幾年使用歷史，是公認的價格便宜，易施工的外墻保溫材料。在我國北方，民用建筑外墻施工中也多數使用聚苯板，它可用于外墻、屋面、冷橋位置的保溫，也可用于造型施工。但它也存在一些需要注意的安全問題，它在給圍護結構加上保暖外衣的同時，也加了一層易燃外套，因此，往往在施工中設置防火隔離帶，阻斷火勢蔓延，防火隔離帶的設法也已經納入了防火規范中，這也為聚苯板的使用奠定了安全理論基礎。

酚醛板是由熱固性酚醛樹脂發泡而成的材料，通常表面密度在60K/m3左右，導熱系數可達到0.035w/（m.k）。它屬于熱固型材料，無熔融滴落，防火等級屬于B級。酚醛泡沫素有“保溫材料之王”的美稱，也是新一代保溫防火隔音材料，廣泛應用于各個領域。在許多國家它已成為優先選擇使用的保溫材料，它的物理性能使它成為一種綠色環保型建材。在我國北方，也有許多使用的例子，但由于其成本較高，防水性較差，易粉化，導致其市場占有率不高。大城市的高檔小區往往使用其在屋面、外墻保溫施工中。

三、無機保溫材料的種類

無機保溫材料常見的有巖棉板、無機保溫砂漿、膠粉聚苯顆粒、發泡水泥

巖棉板是以玄武巖為主要原材料，經高溫熔融加工而成的無機纖維板。通常表面密度在100K/m3左右，導熱系數可達到0.040w/（m.k），防火等級達到A級，具有較高的抗壓和抗拉伸強度、較低的吸水和吸濕性、尺寸穩定性良好、不會產生熱膨脹或收縮、耐老化等優點。在我國北方，常把它作為防火隔離帶材料，大型公建外墻干掛也常用作外墻保溫材料，這些都是看中它是A劑防火保溫材料。在施工中它也存在一些問題，例如人員施工中會有纖維掉落在身上，產生全身發癢的現象。

無機保溫砂漿是一種用于建筑物內外墻粉刷的新型保溫節能砂漿材料，根據膠凝材料的不同分為水泥基無機保溫砂漿和石膏基無機保溫砂漿。通常表面密度在300K/m3左右，導熱系數可達到0.070w/（m.k），防火等級達到A級。具有節能利廢、保溫隔熱、防火防凍、耐老化的優異性能以及低廉的價格等特點。由于節能標準的不斷提高，它的導熱系數已經不能滿足外墻保溫效果的要求，如在外墻使用該材料，就必然要加大保溫層厚度，這樣會使施工工藝變復雜，所以往往使用于異型墻面上。

膠粉聚苯顆粒由膠粉料、聚苯顆粒輕料和水泥混拌組成，現場加水即可使用。通常表面密度在250K/m3左右，導熱系數可達到0.060w/（m.k），防火等級達到A級。其保溫性能較好，施工簡單，粘結力強外面加以罩面砂漿，纖維增強抗裂能夠解決面層空鼓裂等問題。因此常常使用于樓梯間保溫，或出挑件部位保溫。施工過程中需要施工人員控制其厚度，現場調制也要注意比例，最好由具有豐富經驗的人員進行調制。

發泡水泥是通過發泡機的發泡系統將發泡劑用機械方式充分發泡，并將泡沫與水泥漿均勻混合，然后經過發泡機的泵送系統進行現澆施工或模具成型，經自然養護所形成的一種含有大量封閉氣孔的新型輕質保溫材料。通常表面密度在280K/m3左右，導熱系數可達到0.068w/（m.k），防火等級達到A級。發泡水泥具有良好的絕熱、保溫、隔音、輕承載等性能，優于其他輕質實心塑料膨化珍珠巖、陶粒、石棉制品等保溫材料，具有操作簡便、機械化程度高、節時、省工特點。我國北方常把它作為防火隔離帶使用，或公建外墻的保溫材料。需要注意的是它本身較脆，運輸及施工中要注意其完整性。

近年來一種新型發泡發泡陶瓷保溫板出現在市場上，它不同于發泡水泥的原材料，它是以陶土尾礦，陶瓷碎片，河道淤泥，摻假料等作為主要原料，采用先進的生產工藝和發泡技術經高溫焙燒而成的高氣孔率的閉孔陶瓷材料。通常導熱系數可達到0.08w/（m.k），防火等級達到A級。外表上與發泡水泥很像，但質量較輕，可以建筑物同壽命，生產工藝好的可以作為外飾面使用。

篇6

關鍵詞：造船廠；職業病危害；識別；分析；控制

1 背景

為了分析、評價“某公司建設項目”的職業病防護措施的現狀，并在現場檢測數據的基礎上提出綜合評價意見和進一步合理、可行的控制職業病危害的補充措施，根據《中華人民共和國職業病防治法》、《工作場所職業衛生監督管理規定》等規定，某單位委托我公司對其建設項目進行職業病危害現狀評價。

2 主要危害因素

（1）生產工藝與所用原輔料。生產工藝說明：按船體分段各模塊的設計結構要求，帶涂層的鋼板在加工車間的加工平臺上進行定位和切割，然后進行卷板、板塊拼裝焊接，同時進行型材鋼條的切割與拼接。完成鋼材板塊切割拼裝后，接著進行分層制作、小組裝、板塊大組裝和船體分段組裝。在分段堆場與預舾裝場完成船體各個分段建造和預舾裝。預舾裝后的船體分段，吊上船臺，拼接合攏成為船舶前段，完成水線以下部分面漆工序。船體前段下水后拖入船塢，在船塢內與船尾段、駕駛臺合攏安裝后，部分機艙舾裝、甲板舾裝后出塢，繼續靠泊在舾裝碼頭上完成水線以上部位面漆工序和船體內部的舾裝工序，最后通過試航、調整，新船即可出港。使用的原料：鋼材、焊條、焊絲、鐵礦砂、氧氣、二氧化碳、丙烷、油漆、有機溶劑等。（2）主要職業病危害因素性質及危害。1）主要職業病危害因素：主要有錳及其無機化合物、氧化鐵粉塵、電焊煙塵、砂輪磨塵、甲苯、二甲苯、乙苯、乙酸乙酯、丁酮、異丙醇、丁醇、酚、臭氧、一氧化碳、二氧化氮、X射線、工頻電場、電焊弧光、噪聲和手傳振動等。2）主要職業病危害因素對人體的健康影響：錳：長期接觸會損害人體的中樞神經系統，出現頭暈、頭痛、心動過速、記憶減退、嗜睡、多汗、兩腿沉重等癥狀。重者會出現“錳性帕金森氏綜合征”。

電焊煙塵：吸入這類煙塵會引起頭暈、頭痛、咳嗽、胸悶氣短等，長期吸入造成肺組織纖維性病變，常伴隨錳中毒和金屬煙熱等并發癥。

氧化鐵粉塵、砂輪磨塵：長期吸入某些生產性粉塵可引起以肺組織纖維性病變為主的全身性慢性疾病，塵肺。

二甲苯：短時間內吸入較高濃度二甲苯可出現眼及上呼吸道明顯的刺激癥狀、惡心、嘔吐、頭暈、胸悶、四肢無力。重者可有躁動、抽搐或昏迷。長時間接觸有神經衰弱綜合征，女工有月經異常，工人常發生皮膚干燥、皮炎。

高溫：作業人員因體內熱平衡和水鹽代謝紊亂，可導致職業性中暑，嚴重時可發生重癥中暑。

噪聲：長期接觸工業噪聲可引起操作工人耳鳴、耳痛、煩躁、失眠、頭暈、記憶力減退，也可引起暫時性聽閾位移、語頻聽力損失、高頻聽力損傷、永久性位移，更嚴重者出現噪聲聾。

3 現場檢測濃度及結果分析

（1）現場檢測濃度判定：電焊煙塵、錳及其無機化合物、砂輪磨塵、二甲苯和噪聲均有不同程度超標。（2）檢測結果分析。毒物超標原因：1）艙室有限空間作業，全面通風裝置及換氣裝置未能及時將焊接過程產生的危害排出；2）大組立工場（車間）對大型部件內部進行焊接時，通風效果差；3）電焊作業密度大，未設置局部的抽排風裝置。噪聲超標原因：1）作業密度大，金屬碰撞；2）調漆作業氣動裝置進行排氣時，未設置消音器；3）生產工藝受限。

4 采取措施

（1）工藝先進性：1）采用低塵、低毒、低氫型焊條，降低焊材的發塵量；引進自動焊接操作機，減少焊接煙塵產生量及工人接觸時間；2）選擇不含苯的油漆，以低毒替換高毒；采用環保型無氣噴涂機，以控制噴涂過程中漆霧的飛散。（2）工程防護措施：1）船臺、船塢、舾裝碼頭均露天布置，自然通風良好；組立工場（車間）、加工工場等生產廠房四面敞開，屋頂采用氣樓建筑結構，自然通風良好，毒物、粉塵不易積聚；2）車間設獨立的全室通風系統，采用二次噴涂房，全噴全涂工藝。3）在船體工程配備大量的鼓風機及全新風送風空調機，艙室放置送風機，通過軟質塑料管把新鮮空氣送到狹窄工作位附近，同時在工位另一出口處放置軸流排風機，把狹窄空間內受污染的空氣排出有限空間外。（3）個人防護用品：為工人配備防護眼鏡、電焊皮手套、電焊面罩、帆布手套、防塵口罩、防毒面罩、防護耳塞、工作服、安全帽、三防勞保鞋、安全帶等。（4）職業衛生管理：建立了較為完善的職業衛生管理制度。（5）職業健康檢查：進行了在崗期間的職業健康檢查。

5 結束語

在實際生產過程中，企業應在船體工程各大、小組立工場以及加工工場加設全面機械通風設施，針對部件的大、小組裝場所的焊接、打磨等操作位設置可移動式的焊煙除塵器；根據標準要求制定并實施聽力和呼吸保護計劃；建立并完善應急救援設施以及職業病危害事故應急救援預案的臺帳，并著手實際開展相關應急救援培訓和演練；作業工人在進入艙室或管道內作業前，應進行足夠通風以排除蓄積的化學毒物，符合要求才能進入，還應佩戴齊全個人防護用品，并安排專人在外看護，避免作業工人發生急性中毒；監督工人正確使用、存放及更換個人防護用品。

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篇7

關鍵詞：汽車；內飾材料；抗菌；探析

【中圖分類號】U465.9【文獻標識碼】A【文章編號】1672-3783(2012)04-0471-01

隨著人民物質生活水平的不斷提高，汽車逐漸的走進了人們的生活，人們與汽車間的接觸也越來越多。人體表層攜帶很多的細菌，這些細菌可通過人們的皮膚接觸和呼吸而附著到汽車內紡織品上，車內溫熱而封閉的空間正好促進了它們的大量繁殖和生長，進而進一步損害乘坐者的健康。在這個惡性循環中汽車內飾紡織材料無疑起到了媒介作用，傳統的通過對車內內飾紡織材料噴涂殺菌劑的做法不僅不能徹底殺死細菌，反而會對人體造成很大的傷害，暴曬和洗滌也往往沒有顯著的效果。基于上述原因，國內外相關工作者對汽車內飾紡織材料的抗菌性進行了廣泛的研究并取得了很多的成果。本文特以汽車內飾紡織材料抗菌中所用的到抗菌劑為研究對象，對國內外的相關研究成果進行了歸納總結，為相關工作者提供參考。

1 無機抗菌劑

無機抗菌劑一般是金屬離子等無機物或者是其與無機載體的復合體。該類抗菌劑的生產技術相對簡單，國內外相關的生產廠家很多，但它們的產品質量卻參差不齊。無機抗菌劑可主要分為金屬離子型和光催化型兩大類[1]。

1.1 金屬及金屬鹽:無機抗菌劑一般是由載體和抗菌成份兩部分組成，其中載體主要起到保證活性組份穩定和緩釋的作用[2]。抗菌成份一般是一些重金屬離子或它們的化合物，它們可以與細菌中的細胞蛋白發生結合作用，導致細菌變性或失活[3, 4]。由于重金屬都具有一定的毒副作用，基于安全問題，目前常用的為Ag。

1.2 光催化型:目前國內為報道的光催化抗菌劑都是半導體化合物，但是能夠真正起到自潔、殺菌和除臭等功能的半導體光催化劑并不是很多。相關研究證實，銳鈦礦結構的二氧化鈦半導體光催化抗菌具有很好的效果[1]。

光催化抗菌劑不僅具有抗菌和防霉作用而且具有消毒速度快、殺菌能力強、持續時間長、沒有二次污染和穩定性優良等特點，使其受到人們的普遍青睞。但是它發揮作用的前提是有光的存在，這個條件極大地限制了它的使用。

納米氧化鋅和納米載銀無機抗菌劑是當前研究應用較為活躍的綠色抗菌劑。與普通尺度的氧化鋅相比，當氧化鋅尺寸達到納米數量級后，其性能將會發生顯著性的變化，表現出很多優異而特殊的性質，如無毒和非遷移性等。由于量子尺寸效應、離子隧道效應和極大比表面積增加效應，其具有抗菌用量少效果高等優點，這些特性對于開發和生產綠色環保汽車內裝飾紡織材料具有積極的意義。

2 有機抗菌劑

2.1 季銨鹽類:季銨鹽類抗菌劑一般是指脂肪族類季銨鹽或聚烷氧基三烷基氯化銨。一般銨鹽類的陽離子化合物具有很好的殺菌作用，特別是含有12-18個碳原子的季銨鹽類，其殺菌能力極強，經常被用來作為纖維的消毒劑和殺菌劑。季銨鹽化合物是目前國內外較為常用的抗菌劑，但是由于其與纖維的結合力較差，一般將其與反應性樹脂合用，進而提高其耐久性。

2.2 有機硅季銨鹽類:有機硅季銨鹽系列抗菌劑是一類新型的陽離子表面活性劑，它性能優良且合成簡單，具有很好的市場前景[5]。

2.3 胍類（PHMB）:胍類消毒劑在醫藥中已經獲得了廣泛的應用。它們中的在水中溶解度小且對纖維吸附能力強的品種，將特別的有利于作為纖維的抗菌劑。PHMB（聚六亞甲基雙胍）對革蘭氏陰性菌、革蘭氏陽性菌和真菌酵母菌都有廣譜的抗菌作用。PHMB的陽荷性可以通過酸堿中和反應而與纖維素產生牢固的結合。PHMB成功地運用于棉、羊毛及棉/羊毛的混紡織物。在PHMB鹽酸鹽中引進三甲氧基甲硅丙基即可制得PHGS。棉織物用1%的PHGS處理后，能殺死100%的細菌，且耐水洗。此外，由于PHMB具有優良的熱穩定性，將其加入到熔融紡絲液中進而可以制成抗菌的合成纖維。

2.4 鹵胺化合物:鹵胺化合物抗菌劑作為一種新型的抗菌劑，它是指含有N-X鍵（X可以為Cl或Br）的化合物，它可以由含胺、酰胺或者酰亞胺基團的化合物經氧化劑如次鹵酸鹽作用后得到。該類型的化合物中的N-X鍵在水分子的作用下會發生緩慢的分解，將具有氧化作用的鹵正離子釋放出來。由于N-Br鍵的不穩定性，其容易發生分解，因此在實際的使用中一般都用氯胺化合物。由于氯正離子具有很強的氧化作用，其可以顯著性殺死病菌等微生物。殺死病菌以后，化合物再經過次氯酸鹽溶液漂洗后，其中的N-H鍵又可被氧化成為N-Cl鍵，進而重新具有殺菌功能。

3 天然抗菌劑

隨著人們環保意識的增強和對“綠色”紡織品的渴望，天然抗菌劑越來越引起人們的關注。天然抗菌劑中，從動物中提取的主要有甲殼質、殼聚糖和昆蟲抗菌性蛋由質等，從植物中提取的主要有檜柏、艾篙、蘆薈等，還有從礦物中提取的抗菌劑[6]。

4 討論

在物質生活變得越來越豐富的今天，健康問題已成為人們普遍關注的焦點。研究有益于人類健康的產品，已成為當今世界發展的潮流，具有重要的意義，汽車內飾行業也是如此，具有抗菌保健功能的內飾紡織材料受到越來越多消費者和銷售商的青睞。在汽車內飾紡織材料抗菌的過程中，抗菌劑是決定其效果的關鍵因素，因此選擇適當的抗菌劑至關重要。

參考文獻

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[2] 沈霞, 蓋蕓湖, 陳宇岳. 抗菌紡織品現狀及進展[J]. 沙洲職業工學院學報. 2010, 13(4)：19-22

[3] 鄭艷蘭, 邢建偉, 鄭宏升. 天然抗菌劑及其作用機理[J]. 河北紡織, 2009, 13（2）：33-41

[4] Waild A Daoud, John H Xin, Zhang Yihe. Surface functional of cellulose fibers with titanium dioxide nanoparticle and their combined bactericidal activities [J]. Surface Science, 2005, (599)：69-75

篇8

關鍵詞：陶瓷纖維；新品種；應用；發展

1 前言

耐火陶瓷纖維材料是一種輕質、高效的保溫絕熱材料，與傳統的絕熱材料相比，它具有以下幾個方面的性能優勢。

（1） 陶瓷纖維作爐襯體積密度低

陶纖爐襯比輕質隔熱磚爐襯輕75%以上，比輕質澆注料爐襯輕90%～95%。如采用纖維爐襯可大大減輕窯爐的鋼結構負荷，延長爐體使用壽命。

（2） 陶瓷纖維作爐襯熱容量（蓄熱量）低

陶瓷纖維的熱容量僅為輕質耐熱襯里和輕質澆注料襯里的l/10左右，而爐襯材料的熱容量與爐襯的重量成正比。低熱容量意味著窯爐在往復操作中吸收的熱量少，同時升溫的速度加快，大大減少了爐溫操作控制中的能源耗量，尤其對加熱爐的啟爐、停爐起到非常顯著的節能效果。

（3） 其他方面

隨著應用技術的提高，陶瓷纖維還在不斷拓展新的應用領域。目前，由于全球能源價格的不斷上漲，節能已成為我們當前的首要任務。相比隔熱磚與澆注料等傳統耐火材料，節能效果達10%～30%的陶瓷纖維在我國已得到了更多、更廣的應用，發展前景十分看好。

2 國外陶瓷纖維的發展及應用領域

2.1 國外陶瓷纖維的發展

陶瓷纖維最早出現在1941年，美國巴布、維爾考克斯公司用天然高嶺土，用電弧爐熔融噴吹成纖維。20世紀40年代后期，美國兩家公司生產硅酸鋁系列纖維，并首次應用于航空工業；20世紀60年代，美國研制出多種陶瓷纖維制品，并用于工業窯爐壁襯。

美國和加拿大是陶瓷纖維的生產大國，年產量達到了10萬t左右，約占世界耐火纖維年總產量的1/3。歐洲的陶瓷纖維產量位于第三，年產量達到6萬t左右。在年產30萬t的陶瓷纖維中，各種制品的比例大致為：毯和纖維模塊占45%；真空成型板、氈及異形制品占25%；散狀纖維棉占15%；纖維繩、布等織品占6%；纖維不定形材料占6%；纖維紙占3%。

2.2 國外陶瓷纖維的應用領域

隨著耐火纖維生產技術的不斷發展及廣泛的應用，耐火陶纖制品已經實現了系列化與功能化。產品在使用溫度上，可以滿足從600～1600 ℃不同溫度檔次的使用要求；在形態上，已經逐漸形成了從傳統的棉、毯、氈產品到纖維模塊、板、異型件、紙、纖維紡織品；從纖維棉到纖維噴涂、可塑料、澆注料等多種形態的二次加工或深加工產品，完全滿足各行業不同工業爐對耐火陶瓷纖維制品的使用要求。在國外一些大的陶瓷纖維企業成功開發并批量生產用于特殊應用領域的多晶氧化鋯纖維、氮化硅纖維、碳化硅纖維、硼化物纖維等新產品，如：美國杜邦公司生產的多晶氧化鋁長纖維，含有99.9%多晶α-Al2O3，纖維直徑為20 μm，主要用于制造紡織物。由碳化硅纖維增強的金屬基（鈦基）復合材料、陶瓷基復合材料已用于制造航天飛機部件、高性能發動機等耐高溫結構材料，是21世紀航空航天及其他高技術領域的新材料。

目前，在國外陶瓷纖維的應用帶來了十分顯著的經濟效益，導致陶瓷纖維的應用范圍日益擴大，一些主要工業發達國家的陶瓷纖維產量繼續保持持續增長的發展勢頭，其中尤以玻璃態硅酸鋁纖維的發展最為迅速。

3 國內陶瓷纖維的進展及應用

我國陶瓷纖維生產起步較晚，在20世紀70年代初期，才先后在北京耐火材料廠和上海耐火材料廠研制成功并投入批量生產。其后10余年主要以“電弧爐熔融、一次風噴吹成纖、濕法手工制氈”的工藝生產陶瓷纖維制品，工藝落后，產品單一。自1984年首鋼公司耐火材料廠從美國CE公司引進電阻法甩絲成纖陶瓷纖維針刺毯生產線后，至1987年，又有河南陜縣電器廠、廣東高明硅酸鋁纖維廠和貴陽耐火材料廠分別從美國BW公司和Ferro公司引進了3條不同規模、不同成纖方法的陶瓷纖維針刺毯生產線及真空成型技術，從此改變了我國陶瓷纖維生產工藝、生產設備落后和產品單一的面貌。自1986年開始，我國通過對引進的陶瓷纖維生產設備和工藝消化、吸收，并結合國情研制、設計建成了不同類型的電阻法甩絲（或噴吹）成纖干法針刺毯生產線82條，安裝在45家企業內。年產量已達到10萬t以上，成為世界最大的生產國。隨著產品品種的多樣化，除批量生產低溫型、標準型、高純型、高鋁型等多種陶瓷纖維針刺毯及超輕質樹脂干法氈（板）外，還可生產14%～17% ZrO2的含鋯纖維毯，其使用溫度可達1300 ℃以上。

20世紀80年代末期，日本直井機織公司、車鐵及英特萊等機織品公司相繼在北京投資建成了陶瓷纖維紡織品專業生產企業，并批量生產陶瓷纖維布、帶、扭繩、套管、方盤根等陶瓷纖維紡織品，纖維織品生產所需的散狀纖維棉及工藝裝備均已實現了國產化。90年代初，北京、上海、遼寧鞍山、山東、河南三門峽等地先后從美國、法國、日本等國引進了陶瓷纖維的噴涂技術和設備，并在冶金、石化部門工業窯爐上應用了陶瓷纖維噴涂爐襯，節省了能耗，取得了良好的經濟效益，現已得到了普遍推廣，并在冶金、石化和機械等部門工業爐和加熱裝置中的應用取得了成功的經驗。

目前，我國陶瓷纖維已處于持續調整發展的階段，陶瓷纖維的生產工藝與設備，尤其是干法針刺毯的生產工藝與設備具有世界先進的含鉻、含鋯硅酸鋁纖維板、多晶氧化鋁纖維、多晶莫來石纖維及混配纖維制品等新型陶瓷纖維與制品相繼開發成功，并投放了工業化生產，使纖維狀輕質耐火材料構成了完整的系列產品。

陶瓷纖維作為過濾器普遍強度較低，發展低成本高強度的連續纖維增強陶瓷纖維過濾器是今后的發展方向。陶瓷纖維過濾器由于其優良的特性將會在高溫煙氣過濾等方面發揮越來越重要的作用，具有脫硫、脫硝、煙氣催化轉化等功能的陶瓷纖維過濾材料將是熱氣體凈化材料的發展方向。陶瓷纖維過濾在我國高溫煙氣凈化方面還沒有起步，但近幾年來的應用情況表明，在世界范圍內陶瓷過濾器用量呈現出高增長趨勢。可以預見，為實現節能減排的目標，高溫煙氣陶瓷過濾技術在中國的推廣應用已為期不遠。新型陶瓷纖維是近年發展起來的高技術功能纖維，除了防紫外線纖維、蓄熱保溫纖維和抗菌防臭纖維外，還有防中子纖維、導電纖維、磁性纖維等，陶瓷微粉在纖維中的應用范圍也十分廣闊。

4 陶瓷纖維新品種的種類及應用現狀

4.1 新型陶瓷纖維復合材料

據報載，近幾年，日本開發生產出軍用發動機用新型陶瓷纖維復合材料，如：日本三菱株式會社為戰斗機用發動機和火箭發動機研制了陶瓷纖維復合材料，該復合材料是將10 μm的陶瓷纖維編織成三維結構，涂以一種玻璃狀的物質，這種陶瓷纖維耐熱，但易斷裂，將其制成復合材料，可提高其強度。碳纖維復合材料通常用機及火箭箭體，但很少用于發動機，因為它大約只能應用于300 ℃的環境中，所以一般用鎳基合金。而新（下轉第28頁）的陶瓷纖維復合材料的耐高溫性比碳纖維復合材料好，而又比鎳基合金輕50%，已在日本防衛廳的戰斗機用發動機噴管上進行了外場試驗，并在火箭發動機上成功制造了一個原型件，并于2005年在火箭發動機上已經實現了工程應用。

4.2 陶瓷纖維模塊

陶瓷纖維模塊是為了簡化和加快窯爐施工、提高爐襯整體性而推出的新型耐火爐襯制品。陶瓷纖維模塊顏色潔白、尺寸規整，能直接固定于工業窯爐爐殼鋼板錨固釘上，具有良好的耐火隔熱效果，提高了窯爐耐火隔熱的整體性，推動了窯爐砌筑技術的進步。陶瓷纖維模塊處于預壓狀態，在爐襯砌筑完畢后，陶瓷纖維模塊的膨脹使爐襯無縫隙，并可補償纖維爐襯收縮，以提高纖維爐襯的絕熱性能、優良的熱穩定性及抗熱震性。陶瓷纖維模塊安裝迅速，并且錨固件設置于壁襯冷面，可降低錨固件材質的要求。

隨著國家節能減排計劃的推進，燒磚隧道窯的改造迫在眉睫，陶瓷纖維模塊在燒磚隧道窯吊頂方面以其卓越的保溫性能受到用戶青睞。模塊，包括折疊塊、切片塊、派洛塊、真空成型塊。由于多晶莫來石纖維制作方法及晶向結構不同，其纖維長度較短且柔軟性差。無法制作成大模塊，導致多晶纖維無法大規模應用。現在多晶纖維多使用在澆注料或耐火磚爐墻、爐頂內表面貼塊，使用多晶纖維貼塊可有效降低爐外壁溫度同時減少爐墻蓄熱損失。

目前，國內陶瓷纖維制造廠家使用的模塊形式多為折疊塊，該結構使用針刺毯進行折疊，成型時使用機械設備對模塊進行預壓。由于折疊塊制作方法導致表面凹凸不平影響抗沖刷涂料噴涂的效果。切片塊就是在此基礎之上改進而來，其制作方法與折疊塊相同，只是在成型后將纖維毯折疊處切去使模塊表面平整。

4.3 新型中空纖維陶瓷膜

近年來，新型中空纖維構型陶瓷膜受到廣泛關注，中空纖維陶瓷膜除具有傳統的陶瓷膜本身優點以外，還具有裝填密度大、單位體積膜有效分離面積大、膜壁薄、滲透通量高和節省原料、易于實現分離設備小型化等優點。新型中空纖維構型陶瓷膜的應用可望大大提高陶瓷膜分離性能。中空纖維陶瓷膜由于其獨特的性能和結構特點，在用于廢水（氣）處理的無機分離膜、固體氧化物陶瓷膜燃料電池、微通道反應器、催化劑載體等領域的應用正受到越來越多的關注。

4.4 陶瓷纖維新品種應用現狀

陶瓷纖維新品種的開發生產和應用，大大促進了陶瓷纖維的應用技術和施工方法的發展。含鋯纖維是用熔融法生產的一種用途廣泛、成本較低的硅酸鋁纖維，可大量用作砌筑各種熱工窯爐的熱面全纖維爐襯，目前國內產品在這方面的質量和應用開發還相對落后，現在國外出現了含鉻纖維，使用溫度比含鋯纖維更高，國內還沒有這方面的報道。

篇9

金屬的毒性機制或致病機理通常為下列機制中的一種，如切斷生物大分子表現活性必需的功能基；置換人體生物大分子所需金屬離子；改變人體生物分子構成或結構。金屬離子往往依靠改變一些生物大分子如蛋白質、核酸和生物膜的構成或結構而造成損傷。醫用金屬材料中合金元素產生的金屬離子多具有強負電性，易與人體體液內的有機物或無機物質結合形成復雜的有機或無機化合物，其中的一些化合物具有強的毒性，所以一般來說，金屬離子在人體內的允許濃度非常低。金屬離子進入體液后會引發許多生物反應，如血液反應和組織反應等。由于人體血液中血小板、血細胞和蛋白質等帶負電性，因此大量負電性金屬離子的溶出易于引發血栓癥狀。金屬離子在人體內部分組織或體液內的富集會加重其毒性反應。通常Ni離子易富集于血液、滑液和關節囊中，Al、V、Cr和Co在尿液、血液、滑液和關節囊內的濃度都會增加。在人體組織肺內Cr、Al和V離子濃度易于增加，在腎、心臟、肝臟和脾臟內Co和Al易于集聚[7]。在人體內的金屬鹽細胞毒性的強弱按照Co>V>Ni>Cr>Ti>Fe的順序降低，體外實驗結果表明Co、Ni和Cr還有致敏反應和致癌傾向。

超量的Ni離子具有細胞毒性，會導致局部組織刺激反應或組織壞死，甚至會導致呼吸功能障礙和過敏反應，Ni離子也會抑制細胞增殖，存在潛在致癌性。Ni的致病機理仍然存在爭論。研究表明，在人體內二價鎳離子利用Mg2+離子傳輸系統透過細胞膜。二價鎳離子進入細胞后，與細胞質的配合基結合，不會在細胞核內聚集，因此不會引起癌變。但是鎳的化合物可能致癌。鎳的化合物表面電荷為負，溶解性低，更容易被內吞。當鎳化合物顆粒被靶細胞內吞時，在細胞內發生反應，二價鎳離子被釋放，與DNA分子結合，結合的DNA分子若不能正確修復，將致DNA斷裂或突變，從而間接引起致癌。鎳離子會減弱DNA、RNA等酶的活性，減少DNA復制。鎳離子通過降低DNA合成，改變DNA結構，抑制DNA的轉錄和復制，引起DNA和蛋白質交聯以及DNA單鏈斷裂，導致DNA損傷和細胞毒作用[21]。鎳在一些生物化學反應中具有較高的活性，比如氫化和脫氫反應。并且在一些氧化反應中起到催化劑作用。當金屬（Fe、Co、Ni、Cr、Mo、W和Re）和一氧碳化物反應時，形成羥基金屬化合物，以液體、固體或復合化合物形式存在。其中Ni(CO)6和Cr(CO)6化合物不穩定，這些離子對生物體有害。Ni(CO)6在常壓下即可形成，在人體溫度加速發生放熱反應，釋放鎳離子。Ni(CO)6的有害作用與其抑制血紅蛋白與氧的結合能力有關，引起體內缺氧反應。Ni(CO)6分解形成的氯化物也具有毒性。

Al和V都是常用醫用鈦合金Ti6Al4V中的有害元素。在生物體內長期植入的Ti6Al4V合金會釋放出Al和V離子，對人體產生毒害作用。Al元素在人體內形成的鹽達到一定濃度后會導致人體器官損傷，此外Al元素會引起骨軟化、貧血和神經紊亂。鋁元素與無機磷結合，會致使磷缺失，會誘發老年癡呆癥等。人體內鋁元素的毒性和其與體內的生物配體反應有關[25]。有毒的三價鋁離子取代人體重要酶及二價鎂離子從而影響細胞機能。三價鋁離子通過影響神經細胞內鈣離子的濃度將引起細胞功能紊亂，細胞內鈣離子濃度升高時這種現象更明顯。三價鋁離子進入細胞內將與親和力高的鈣調蛋白結合，導致其無法調控鈣離子濃度，從而造成鈣離子濃度升高、細胞機能改變甚至壞死。鋁元素的神經毒性機理與鋁離子與染色質中的DNA結合有一定的關系，通過改變基因傳遞信號影響細胞活性，引起神經元纖維異常蛋白質合成，從而造成神經元的病理改變。釩元素在人體內易于形成釩酸鹽（VO3-,V5+）和釩氧陽離子（VO2+,V4+），它們進入細胞后被還原物質還原，并同磷酸鹽、蛋白質、乳酸和檸檬酸等配位體結合。適量釩酸鹽和釩氧陽離子對生物體的機能起有益作用，當其超量聚集時會對生物體產生毒性。釩酸鹽和釩氧陽離子在人體內累積于肝腎、骨、脾等器官，其毒性作用與磷酸鹽的代謝有關，通過影響鉀、鈉、氫和鈣離子的ATP酶發生作用，其毒性可能超過鉻和鎳，引起致癌。釩酸鹽和釩氧陽離子還與躁狂郁抑癥有一定關系[30,31]。人體紅細胞內的鉀鈉和ATP酶的活性與釩酸鹽的濃度成反向關系，當濃度上升時，鈉泵活性下降。躁狂郁抑癥患者的遺傳缺陷與細胞不能產生新的鈉泵（Na+,K+—ATP酶）有關，引起鈉和鉀進出細胞失調，使人體內細胞鈉濃度增高，造成代謝紊亂。三價到六價鉻離子等活性中間體在氧化應激反應和氧化組織損壞情況下會引起細胞毒性、基因毒性和致癌性。當六價鉻和鎳離子達到一定劑量時，會干擾體內正常氧化還原反應，進而破壞細胞傳遞信號和基因表述。鈷的致癌性在于其抑制了DNA的修復，而二價鈷的毒性大于三價鈷的毒性[7]。

2防護涂層研究

大量的醫學基礎研究結果表明，NiTi合金在各種生理條件下未發現人體排異性反應和炎癥，滿足人體植入物生物學醫用材料評價標準（QNB0030-1998）的要求，即無致敏、無細胞毒性和無致癌性，溶血性為0.13%。但是考慮到醫用金屬材料在長期使用過程中的安全性及可靠性，研究人員仍對Ni離子溶出可能造成的潛在風險持謹慎態度。金屬材料的耐蝕性及其合金元素的毒性是影響其生物相容性的關鍵因素[32]。為了提高醫用金屬材料的耐蝕性能，抑制有害離子的溶出，對現有金屬材料進行表面改性已經成為必要手段。例如，在與生物體組織接觸1000h的條件下測量鎳鈦合金支架釋放的Ni離子的含量，機械拋光鎳鈦合金的Ni/Ti離子含量比為0.18，而電化學拋光合金的約為0.04。這個結果說明電解拋光大幅度降低了NiTi合金的Ni離子釋放。目前，多種具有優異生物相容性或功能性涂層已被用于生物金屬材料的表面處理，如金屬（Au、Pt、Pd、Ta、Mo）涂層、彈性高分子聚合物涂層、各種氮、氧化物涂層、羥基磷灰石（Ca10(PO4)6(OH)2,HA）生物陶瓷涂層和固載骨形成蛋白（BMP），達到了改善耐腐蝕性能，提高生物相容性和降低有害離子溶出的目的。生物涂層的制備方法種類很多。等離子噴涂多用于口腔、關節種植體的表面處理。可以噴涂的基體包括純鈦、鈦合金及不銹鋼等，涂層材料有羥基磷灰石（HA），α或β-磷酸三鈣、磷酸四鈣及三氧化二鋁等。

目前的研究重點集中在新型涂層材料、涂層與基體之間的過渡材料、噴涂工藝及涂層與誘導性生物質的復合等。在種植體表面燒結的多孔結構有利于成纖維細胞形成緊密的附著及定向生長。離子束輔助沉積法克服了等離子噴涂時涂層與基體間附著力較差的缺點。Ektessabi采用離子束輔助沉積薄膜方法在鈦合金表面成功地制備了附著力高的羥基磷灰石薄膜[39]。但該項技術在生物醫學領域的應用還不成熟，有待于進一步開發應用。化學熱處理法是一種新型的表面改性技術，可以在鈦合金表面形成微米級和納米級結構形貌，獲得特殊的表面物理和化學特性。該方法是一種熱化學工藝，包括酸蝕刻和控制氧化處理，處理后表面無裂紋、與基體結合強度高。表面形成的多尺度的微觀結構和表面羥基化化學特性有利于細胞的附著、增殖和分化。通過酸蝕刻先破壞原有的氧化層結構，重新再氧化形成納米尺度和微米尺寸的表面結構。其結構與二氧化鈦涂層結構有明顯不同。植入物經HF+H2O2處理后在模擬體液沉浸一周后評估Ti6Al4V表面離子釋放水平，發現釩離子和鋁離子釋放水平明顯降低。鈦及鈦合金通過表面形成薄的氧化物層抑制離子釋放和反應，表面形成惰性層提高了生物相容性。另一方面，表面惰性導致纖維組織層的形成，抑制了骨整合。離子注入法應用較多的是Ca、Na、P、F離子注入和Ca-P聯合注入。Ca離子注入在植入物表面形成磷酸鈣的沉淀物，促進新骨的形成。P離子注入在植入物表面形成TiP涂層，提高了基體的耐蝕性，抑制了基體有害離子的釋放。

溶膠凝膠法可以使植入物在溶液中沉積薄膜時達到分子水平的均勻混合，有益于提高基體與涂層的結合強度。這種方法可以對形狀復雜的植入物件沉積薄膜，并控制沉積膜的組成、厚度及形態。采用這種方法制造的薄膜包括TiO2、CaP和TiO2-CaP以及SiO2基薄膜。采用這種方法在NiTi合金表面制備了TiO2-SiO2薄膜，提高了基體的耐蝕性和血液等生物相容性，與基體有較高的結合力。在鈦合金表面制成的TiO2/HA涂層顯著促進成骨細胞的生長。利用等離子體電解氧化技術（PEO）又稱微弧氧化技術（MAO），可以在生物材料表面形成以金紅石型和銳鈦礦型TiO2為主的涂層，制備HA相或CaTiO3相涂層。含有HA相的磷酸鈣涂層的彈性模量（30GPa）和人體骨彈性模量（20GPa）接近，可有效抑制應力遮擋造成的危害，同時，由于具有和人體骨接近的化學成分組成（包括Ca、P濃度和Ca/P比例）和較高的結合強度和密度，使該涂層能抑制生物材料內有害離子的釋放。MAO技術使人工假體表面具備了生物活性和多孔性，結合骨形態發生蛋白（BMP）的復合，促進了新骨形成。

3結語

篇10

本文通過闡述紡織品的阻燃機理，介紹了幾種阻燃紡織品的加工方法，現階段常用的評判、測試方法以及阻燃紡織品的發展趨勢。

關鍵詞：阻燃紡織品；阻燃機理；加工方法；燃燒性能測試

引言

隨著現代化科學技術的發展、紡織工業的進步，紡織品種類不斷增多，其應用范圍不斷擴展延伸到人們生產、生活的各個方面。但紡織品材料一般都易燃或可燃，容易引發火災事故。據統計，世界上約20%以上的火災事故都是由紡織品燃燒引起或擴大的，尤其是住宅失火。因此，紡織品的阻燃功能對消除火災隱患，延緩火勢蔓延，降低人民生命財產損失都極為重要。近年來，各國紛紛開展紡織品阻燃技術方面的研究，并制定了相應的紡織品燃燒性能測試方法、阻燃制品標準和應用法規等。

1 紡織品的阻燃機理

所謂“阻燃”，并非阻燃整理后的紡織品在接觸火源時不會燃燒，而是使織物在火中盡可能降低其可燃性，減緩蔓延速度，不形成大面積燃燒，離開火焰后，能很快自熄，不再續燃或陰燃[1-3]。

1.1 纖維材料的燃燒與阻燃原理

合成纖維的燃燒是材料和高溫熱源接觸，吸收熱量后發生熱解反應，熱解反應生成易燃氣體，易燃氣體在氧存在的條件下，發生燃燒，燃燒產生的熱量被纖維吸收后，又促進了纖維繼續熱解和進一步燃燒，形成一個循環。對此人們提出了阻燃的基本原理：減少(或者基本沒有)熱分解氣體的生成，阻礙氣相燃燒的基本反應，吸收燃燒區域的熱量，稀釋和隔離空氣等。

1.2 阻燃劑的阻燃機理

纖維用阻燃劑有：鋁鎂氫氧化物、含硼化合物、鹵硼化合物、鹵系阻燃劑、磷系阻燃劑等。不同阻燃劑的阻燃機理有很大的區別。概括起來主要有以下幾種。

1.2.1 覆蓋機理

在可燃材料中加入阻燃劑后，阻燃劑在高溫下可在聚合物表面形成一層玻璃狀或穩定泡沫覆蓋層以隔熱、隔絕空氣，起到阻止熱傳遞、減少可燃性氣體釋放和隔絕氧的作用從而達到阻燃目的。阻燃劑形成隔離膜的方式有兩種，一是阻燃劑降解產物促進纖維表面脫水炭化，進而形成結構更趨穩定的交聯狀固體物質或炭化層，炭化層能阻止聚合物進一步熱裂解，還能阻止其內部的熱分解產物進入氣相參與燃燒過程。含磷阻燃劑對含氧聚合物的阻燃作用即是通過此種方式實現的。二是阻燃劑在燃燒溫度下分解成不揮發的玻璃狀物質包覆在聚合物表面起隔離膜的作用，硼系和鹵化磷類阻燃劑具有類似特征。

1.2.2 不燃性氣體窒息機理

阻燃劑受熱分解出現不燃性氣體，將纖維燃燒分解出來的可燃性氣體濃度沖淡到能產生火焰濃度以下，同時稀釋燃燒區內的氧濃度，阻止燃燒繼續進行，又由于氣體的生成和熱對流帶走了一部分熱，從而達到阻燃作用[4-5]。

1.2.3 吸熱機理

任何燃燒在短時間所放出的熱量有限，如果能在短時間內吸收火源所放出的部分熱量，火焰溫度就會降低，輻射到燃燒表面和作用于自由基的熱量就會減少，燃燒反應受到抑制。

高溫條件下，阻燃劑發生吸熱脫水、相變、分解或其他吸熱反應，降低纖維表面及燃燒區域的溫度，降低可燃物表面溫度，有效地抑制可燃性氣體的生成，阻止燃燒的蔓延，最終破壞維持聚合物燃燒的條件，達到阻燃目的。如鋁、鎂及硼等無機阻燃劑，充分發揮其結合水蒸氣時大量吸熱的特性，提高自身的阻燃能力。

1.2.4 自由基控制機理

根據燃燒的鏈反應理論，維持燃燒的是自由基。阻燃劑在氣相燃燒區捕捉燃燒反應中的自由基，阻止火焰的傳播，使燃燒區的火焰密度下降，最終使燃燒反應速度下降直至終止。如含鹵阻燃劑的蒸發溫度和聚合物分解溫度相同或相近，當聚合物受熱分解時，阻燃劑也同時揮發出來，此時含鹵阻燃劑與熱分解產物同時處于氣相燃燒區，鹵素便能夠捕捉燃燒反應中的自由基，阻止火焰的傳播，使燃燒區的火焰密度下降，最終使燃燒反應速度下降直至終止[6-7]。

1.2.5 催化脫水機理

阻燃劑在高溫下生成具有脫水能力的羧酸、酸酐等，與纖維基體反應促進脫水炭化，減少可燃性氣體的生成。

2 阻燃紡織品的加工方法

研究織物的阻燃技術是指通過物理或化學的方法賦予織物一定的阻燃性能，降低材料的可燃性，減慢火焰蔓延速度，其實質是破壞織物中纖維的燃燒過程。近年來，世界各國主要從以下兩個方面來開展對織物阻燃技術的研究：一是生產阻燃纖維；二是對織物進行阻燃整理[8-9]。

2.1 阻燃纖維的制造

纖維阻燃的途徑是阻止或減少纖維熱分解，隔絕或稀釋氧氣，快速降溫使其終止燃燒。為實現上述目的，一般是將有阻燃功能的阻燃劑通過聚合物聚合、共混、共聚、復合紡絲、接枝改性等加入到化纖中或用后整理方法將阻燃劑涂在纖維表面或滲入纖維內部。在實際應用中，往往采用多種阻燃劑，以兩種以上方式協同效應達到阻燃效果。

2.1.1 共聚法

現行的阻燃腈綸和滌綸大多數采用共聚方法生產，其技術已較成熟。由于阻燃元素結合在成纖高分子鏈上，因此阻燃性能持久，對纖維的其他性能影響較小，采用這種方法生產的阻燃腈綸通常稱為改性腈綸。

2.1.2 共混法

共混法技術具有生產簡便、品種更換靈活等特點，因此是阻燃纖維開發的重要技術路線，幾乎所有阻燃化學纖維均可采用這種方法制備。

2.1.3 接枝法

主要用于制備阻燃滌綸或混紡織物，其方法有化學法、輻射法和等離子體法，接枝體都為具有不飽和雙鍵的化合物。接枝法技術使用靈活，既可用于纖維也可用于織物的阻燃，但因成本高、設備較復雜而還沒有工業化。

2.1.4 皮芯復合紡絲法

以共混或共聚阻燃高聚物為芯、普通高聚物為皮，通過復合紡絲制成的阻燃復合纖維可避免阻燃纖維變色和耐光性差的問題，提高阻燃性能的穩定性和染色性能，但加工設備要求高。

2.1.5 本質阻燃纖維

按性能分類，阻燃纖維可分為阻燃常規改性纖維和阻燃高性能纖維，阻燃常規改性纖維以阻燃滌綸和腈綸產量最大，由于航空航天等尖端高技術和軍事工業發展的需要，阻燃高性能纖維得到越來越廣泛的應用。阻燃高性能纖維主要包括芳香族聚酰胺Nomex和Kevlar，聚酰亞胺如法國的Kermal，聚砜酰胺，聚芳酣，聚酚醛樹脂，聚四氟乙烯，以及陶瓷、玻璃等纖維。

2.2 織物的阻燃整理

織物的阻燃整理是通過吸附沉積、化學鍵合、粘合作用使阻燃劑覆在織物上。當遇到火種時發生物理和化學反應，從而達到阻燃效果。

2.2.1 噴涂

適宜于不需洗滌織物或洗滌次數極少的裝飾織物和建筑用織物，如地毯、墻布等。噴涂加工后一般不經水洗等后處理，對阻燃劑的選擇要求不高，工藝簡單，操作簡便。

2.2.2 浸軋和浸漬

適宜于加工睡衣、床上用品和家具用品等，也可加工外衣。要求阻燃劑的耐洗牢度優良。可結合其他特種功能――浴浸軋型整理，也可分步加工。此種加工方式工藝復雜，適用范圍廣，成本較噴涂高。

2.2.3 涂層

適宜于加工勞動保護服，以及裝飾織物。對阻燃劑的選擇要求較高，要求阻燃性和耐熱性好。在加工過程中，一般與其他特種功能涂層同時進行。

3 阻燃織物的測試

GB/T17591―2006《阻燃織物》標準規定了阻燃織物的產品分類、技術要求、試驗方法、檢驗規則、包裝和標志，適用于裝飾用、交通工具內飾用、阻燃防護服用的機織物和針織物。

3.1 評判標準

評判織物的阻燃性能通常采用兩種標準：一是從織物的燃燒速度來進行評判，即經過阻燃整理的面料按規定的方法與火焰接觸一定的時間，然后移去火焰，測定面料繼續有焰燃燒的時間和無焰燃燒的時間，以及面料被損毀的程度。有焰燃燒的時間和無焰燃燒的時間越短，被損毀的程度越低，則面料的阻燃性能越好；反之，則表示面料的阻燃性能不佳。

另一種是通過測定樣品的極限氧指數來進行評判。面料燃燒都需要氧氣，氧指數LOI是樣品燃燒所需氧氣量的表示，故通過測定氧指數即可判定面料的阻燃性能。氧指數越高則說明維持燃燒所需要的氧氣濃度越高，即表示越難燃燒。該指數可用樣品在氮、氧混合氣體中保持燃燒所需氧氣的最小體積百分數來表示。從理論上講，紡織材料的氧指數只要大于21%，其在空氣中就有自熄性。根據氧指數的大小，通常將紡織品分為(LOI35%)4個等級。事實上，幾乎所有常規紡織材料都屬易燃或可燃的范圍。

3.2 測試方法

燃燒試驗方法主要用來測試試樣的損毀長度、面積，續燃時間和陰燃時間，火焰蔓延速率等指標。

根據試樣與火焰的相對位置，可分為垂直法、傾斜法和水平法。國際上對紡織材料的燃燒性能測試方法的標準化已經相當全面和完善，包括ISO、ASTM、BS、JIS在內的國際和國外先進標準都各自有10余項相關的測試方法標準，如：GB/T5454―1997《紡織品燃燒性能試驗氧指數法》、GB/T5455―1997《紡織品燃燒性能試驗垂直法》、GB/T5456―2009《紡織品燃燒性能試驗垂直方向火焰蔓延性能的測定》，GB14645《紡織織物 燃燒性能 45°方向損毀面積和接焰次數測定》，FZ/T01028《紡織織物 燃燒性能測定 水平法》等。

中國目前對于服裝阻燃性能的測試主要采用GB/T5455―1997《紡織品燃燒性能試驗垂直法》。其原理是將一定尺寸的試樣垂直于規定的燃燒試驗箱中，用規定的火焰點燃12 s除去火源后，測定試樣的續燃時間和陰燃時間，陰燃停止后，按規定的方法測出損毀長度。

4 阻燃紡織品的發展趨勢

隨著紡織技術的快速發展，我國的阻燃紡織品近年來也獲得了長足的進步，并呈現出不同的發展趨勢。

4.1 功能復合化

阻燃功能紡織品除早期的阻燃防熱輻射、阻燃抗靜電以外，近年來根據紡織品面料應用場所不同提出了新的要求，如日本專利報道的用于浴室等潮濕環境下的窗簾、帷幕等，除阻燃外，還要求防霉和拒水；用于服用、沙發和床單等面料要求阻燃外還需具有衛生保健功能。在軍事領域，作戰服和軍事裝備的偽裝材料不僅要求具有阻燃性，還要求具有防偽功能。在我國，阻燃抗靜電紡織品研究較成熟，對阻燃拒水和拒油產品也有研究，具有衛生保健功能的紡織品開發值得關注。

4.2 綠色環保化

阻燃纖維的綠色化，是指減少生產過程對環境和操作人員的毒害作用，防止纖維對穿用人產生不良影響，火災發生時，不會產生“二次毒害”。這是因為，阻燃纖維所用阻燃劑一般含有鹵、磷、硫等元素，大都具有較大的毒性，在阻燃劑合成和纖維生產過程中會對操作人員產生一定的毒害作用，其“三廢”的排放會帶來較嚴重的環境污染。從環境保護、人類安全和阻燃效率的角度出發開發無鹵、高效、低煙、低毒的環境友好型阻燃紡織品是未來的發展趨勢。有機硅系阻燃劑作為典型的無鹵阻燃劑，具有高效、無毒、低煙、無污染的特點，并具有改善分散性和加工性能的特點。

4.3 高技術化

高技術纖維是隨著高新產業的發展需要而開發出來的一系列具有高性能、高功能的纖維。高技術纖維在生產工藝中應用發展了一系列新技術，如靜電紡絲、凝膠紡絲、膜裂紡絲、液晶紡絲、離心紡絲等，給合成纖維工業帶來新的生命。高技術耐高溫阻燃纖維是其中的一個重要分支，高技術型阻燃纖維由于自身獨特的化學結構，無須添加阻燃劑或進行改性，本身就具有耐高溫阻燃的特性。如聚丙烯腈預氧化纖維(OPANF)、聚苯并咪唑(PBI)纖維、聚間苯二甲酞二胺(MPIA)纖維、三聚氰胺縮甲醛纖維(MF)等。

4.4 舒適型阻燃纖維

在高溫、強熱輻射及有明火的環境中，作業人員必須穿著阻燃防護服或熱防護服。在上述條件下，人的熱負荷過高，難以長時間堅持正常的工作效能。因此對于阻燃紡織品而言，必須兼顧紡織品的舒適性。對于阻燃纖維而言則應兼顧阻燃性能、可紡性能和熱濕舒適性能。

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