制造防化服的生化防護材有哪些?
發表日期：2013-05-02 22:48 ??作者:xiao7 ??點擊:
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從1917年德國在戰爭中第一次使用毒劑開始，生化防護材料就不斷的被應用。從最初的藥水浸漬過的紗線和棉花制成的口罩發展到完全隔絕式的丁基橡膠，再到20世紀60年代英美兩國合作開發成功的活性炭碳纖維，各種各樣的生化防護材料被研制出來。發展至今，主要有兩大方向，一是對含活性碳纖維復合透氣織物的研究，另一個是對光敏材料應用于生化防護服的研究。因此，主要介紹含活性炭吸附材料及光敏材料。
活性炭：是一種具有多孔結構和大的比表面積的微晶質炭材料。活性炭由于其較大的比表面積、微孔結構、物理和化學性質穩定、很強的吸附能力和很高的表面活性而成為獨特的多功能吸附劑。由于其良好的吸附性能，它能夠吸附多種氣體和蒸氣，特別是對多種有機化合物有很強的吸附能力。活性炭除毒機理主要是范德華力與毛細管凝聚而形成的物理吸附，其吸附量隨著對象氣體的分子最、分子結構、環境溫度、濕度而變化。
粉末炭：較早出現的是活性炭粉末（PAC，particle activated carbon），是將這種活性炭附著在不同類型的基材上制成的，包括低密度的柔性聚氨酯泡沫、起絨棉布和無紡布。性能較好的是無紡布粘附活性炭。活性炭屬于超細粉末，具有很高的吸附能力，減少了孔隙堵塞影響，并提高了防毒服產品的儲存壽命。
球形活性炭：球形活性炭吸附是德國Blucher公司在1985年成功開發的一項技術（SARATOGATM),即采用粒徑為0.5-1μm的球形活性炭，以預設的模式，點狀粘附在織物層面上，該層又與尼龍、聚酯和機織棉等復合得到含有1mm厚度的活性炭復合織物。相比于粉末炭體系，球炭技術提供了85％的表面區域來吸附有毒氣體(15％的表面區域用在與織物進行粘附而被膠粘劑覆蓋)。由于膠粘劑只覆蓋活性炭的極少部分，保留了大量的活性吸附點，因而該體系具有很高的吸附生能。
無論是粉末炭或球形炭，對有害氣體的吸附速度大致相同，但是，后者在單位面積上含有三倍量的活性炭，具有三倍量的吸附能力，因此粘接球炭點粘技術對化學毒劑的吸附能力是粉末炭浸漬無紡布技術的三倍。
活性炭纖維：活性炭纖維(Activated Carbon Fiber，ACF)是指炭纖維(Carbon Fiber，CF)及可炭化纖維(Carbonizable Fiber)經過物理活化、化學活化或兩者兼有的活化反應所制得的具有豐富和發達孔隙結構的功能性炭纖維。活性炭纖維是由PAN纖維經預處理、炭化、活化三個階段制備，以無紡布的形式存在。
由于活性炭纖維所具有的比表面積大，孔徑分布集中，吸、脫速度快，吸附容大等特點，利用ACF 的纖維形態，可以直接加工成復合織物（其他核生化防護服吸附材料需采用粘合劑將活性炭粘合在基織物上制成），因此，采用活性炭纖維制成的活性炭纖維復合織物的透氣、透濕性和吸附性能可顯著提高，是理想的核生化防護服吸附材料，經過浸漬處理，它還可以再負載上催化劑、化學吸收劑和殺菌劑等。作為第三代核生化防護服的吸附材料，被世界各國所廣泛采用；英國、日本、加拿大以及我國臺灣等均已大批量裝備部隊，其他國家也正在研制此類防護服。
生化防護材料-光敏材料：光敏材料是一些在光照下可以產生一定自由基團和自由電子的物質，產生的這些基團有一定的氧化能力或還原能力，從而可以與有機化合物反應。將光敏材料應用到生化防護服是利用了光敏材料光催化反應的能力，與纖維結合后，在一定光照下，當接觸到有毒物質、生物細菌等時，可以進行有效的防護。
現階段研究的一些光敏防護材料，如TiO2/PAN纖維、SiO2纖維等，都是在低溫條件下，制成溶膠-凝膠溶液后，靜電紡織而成。TiO2/PAN纖維的尺寸較小，一般小于1μm。經研究，光照后，TiO2/PAN纖維對甲苯氣體有很好的降解性，且曝光時間越長，降解效果越好[12]。另外，一些金屬氧化物的納米晶體如MgO、CaO、Al2O3等表面也具有很高的化學反應性，可以降解一些化合物，如乙醛、甲酮類化合物。棉織物經氧化鎂納米晶體整理后，對農藥和化學毒劑有很好的自降解功能，可以很好的防護人們。
當然，光敏材料在生化防護服中應用還需要一定的研究和探索。相信在不久的將來，一定可以生產出輕便、舒適、成本低、環保的光敏生化防護服。
面對各種生化戰劑或毒劑的威脅，各國都越來越重視生化防護服的研究和開發，以最大限度的保護軍隊和民眾的生命安全。在這種形式下，生化防護服一定會迅速的發展，得到顯著的進步。不久的將來，一定會研發出輕量化、舒適性高、低成本且防護性能優良的生化防護服。
