解析化学防护服防护性能的重要指标——穿透性和渗透性

丝 墅 丝 ch I 吐 l h t m a l P m t i I I p me B t 解析化学防护服防护性能的重要指标 1概述 穿透性和渗透性 金郡潮 杜邦中国集团有限公司上海2 0 0 0 2 1 近年来 我国不断发生各种化 学品泄漏事件 如氯气车间爆炸事 件 以及危险品运输过程 申因交通 意外而发生的泄漏事件 设计开发 出更科学 可靠的防护服 产品使之 在突发事件中能够保护现场人员以 及应急处置人员的安全 成为安全 工程师以及许多技术人员共 同关心 的问题 毋庸置疑 频发的化学品泄漏 事故 是对目前化学品防护面料产 品的挑战 这种挑战既要求生产厂 商不断提供具有更高 更全面防护 2 6 2 o o 5 第6 期中国个体防护装备 性能的面料 又要求建立行业标准 法规 其中要包括准确描述 确定防 护l生 能的指标 从而达到规范市场 的目的 酶 醅 护 J琨 标 准 I 墓三 目前 美 国 欧洲和 I S O 均有 关于化学品防护服 的标准体系 其 内容涌盖了化学防护服对化学物质 防护性能的系统实验方法 化学防 护服标准和分类体系 化学防护服 的选择使用和维 护的标 准及规定 三大标准体系各有其特点 表1 2 3 分别给出了三大体系中有关的分 表 1 美国 N F P A防护服分类体 系 标 准 号 类 别 N F P A 1 9 9 1 2 0 0 0版 气密型防护 N F P A 1 9 9 2 2 0 0 0版 液体泼溅致密型防护 第一类 气 密型 防护 N F P A 1 9 9 4 2 0 0 1 版 化学 生物恐怖事件用防护 第二类 低等级气密型防护 第三类 液体泼溅防护 维普资讯 堕里 c h 1 呻 P l P ml e e l l e E q 表 2 欧洲标准防护服分类体系 I 示 级 别 相 关 标 准 l a S C B A穿在防护服内 E N 9 4 3 1 2 0 2 1 a l b l b S C B A穿在阢护服 外 l c 2 1 气密型防护服 1 c正压供气 h E T 紧急事件用 l b E T 紧急事件用 E N 9 4 3 2 2 K 2 I a E T 1 b E T1 紧急事件处理青用 在 2非气密型防护服 E N 9 4 3 I 基础 上有 更多 或更严格的要 求 3 液体致密型防护服 p tE N 1 4 6 0 5 2 0 0 2 厂 k 4 喷 液 致 密 型 防 护 服 F E N 1 4 6 0 5 2 0 0 2 5 漂浮 于空气中酌固体撒粒致密型防护服 p r E N I S O 1 3 9 8 2 1 2 0 0 3 冈 6 有 限 喷 溅 致 密 型 防 护 服 prE N 13 0 3 4 2 0 0 3 表 3 I S O标准防护服分类体 系 标志和性能要求 1气密型 l a S C B A穿在防护服内 l b S C B A穿在防护服外 防护服 I c正压供气 2 t l气 密型防护服 3 液体致密型防护服 4 喷液致密型防护服 5同体微粒致密型防护服 6确限喷溅致密型防护服 类及性能要求 虢纳 嘲鳓懒 虽然在三大标准体系中的各种 性能要求及测试方法各不桕 同 但 是它们都对阻隔有毒化学物质的 能力 物理机械性能 舒适性做了规 定 它们都包含了对有毒化学物质 的阻隔能 力 物理机械性能和舒适 性的规定 对有毒化学物质的防护 主要考虑的是对每种化学物质的抗 穿透性和抗渗透性 3 1 抗穿透性 3 1 1 穿透 穿透是指在防护装备的服用过 程 中 化学物质从防护服的拉链 缝 合处等空隙透过的现象 见图 1 图 1 液体穿透材料表面空隙示意图 由图 1 可见 整个穿透过程是 肉眼可见的过程 穿透不仅 与材料 的结构 纤维之 间的空隙 材料亲液 性等特性有关 而且和服装的设计 接缝方式 辅料 的选择密不可分 3 1 2 抗穿透性测试方法 目前对防护材料抗穿透性能的 测试方法主要有两种 基本无压力 条件下 的测试和在 一定压 力条件 下的测试 无压力穿透性能测试方法包括 淋水试验 液体穿透和拒液试验 图 2和 图 3分 别 为 E N 2 4 9 2 和 E N 3 6 8 采用的试验装置图 采用El 2装置试验后 根据液 体在织物 表面 的附 着穿透情况对 材料进行评级 图 3 装置的实验方法则被广泛 应用于表征化学防护服拒液性能 在许多介绍中 这种穿透性能也被 称作抗渗透性能 这种方法反映的 只是材料对溶液或液态化学品的拒 2 0 0 5 年第 6 期中国个体防护装备 2 7 维普资讯 图 2 E N 2 4 9 2 0淋水试验装置图 测试来被吸收的溶 液 评价拒液牧果 图 3 E N 3 6 8穿透 拒液试验装置图 液性能 并不能反映出通过分子扩 散渗透的情况 这类试验主要针对 现实中发生液体泼溅的情况 在处理紧急事故中 除了液体 泼溅性质的事故外 还有一类事故 在处置时需要面对较高的压 力 因 测试方法中针对不同材料规定 了不同的测试方法 例如要求防护 服 面 料在 不 施 压 的 条件 下 保 持 5 ra i n 然后加压 1 3 8 k P a 2 p s i 保 持 1 n n 最后 不加 压继 续保 持 5 4 m i n 经过这样的测试后材料无 测试液体穿透的现象 以上测试方法反映的是中低等 级防护服对液体的防护性能 对于 像 A级或 I 级气密性防 护服 这类 高等级防护服而言 山于是全封闭 款式 通常要求更严格的气密性 因 此不存在大尺寸液体颗粒透过的现 象 但是这并不意味着能阻止化学 品分子通过扩散进入服装 对人员 造成伤害 因此对高等级防护服需 要考虑材料的防渗透性 3 2 抗渗透性 3 2 1渗透 渗透是指化学物质在防护服材 料中溶解或化学物质以分子运动的 方式穿透防护服材料的过程 见图 5 即分子首先吸附在界面 上 然后 通过分子运动到达材料另一边 最 后通过解吸透出 与穿透性不同的是 很多情况 下化学物质渗 透并没有 明显的迹 象 由于液滴与化学物质分子大小 有很大差别 液滴小能穿过的材料 图 5 化学品分子渗透通过材料 的重要因素 由于单层结构的防渗 透性能有限 因此一些高等级防护 面料采用 r 多重防护膜结构 需要 指出的是 目前还没有有效的手段 绝对阻 隔这种因分子 扩散而形成 的渗透现象 再好的防护材料 电只 能做到减缓扩散的速度而已 3 2 2 测试方法 目前抗渗透性能的测试方法包 括 A S T M F 7 3 9 E N3 6 9和 I S O6 5 2 9 中提到的测试方法 三大标准体系 中对于防护材料的抗渗透性能测试 方法的基本原理相同 即通过测定 渗遥透过时间来评价防护面料防 护性的优劣 在一定fNf 内达到某一渗透速 率时 化学物质渗透防护服材制的 时间就是渗透透过时间 当渗透透 过时间超过特定时间时 如 1 h 可 以说该种防护服材辩的抗渗透性能 足合格 的 见图 6 但测试渗 透灵 装置简囤 结构是决定抗渗透性 2 8 2 O O 5 年第6 期中国个体防护装备 下转第 3 1页 T 维普资讯 国际标准化 国家和 1 9 个 成员国家参会 会 议还将邀请 I S O T C 1 5 9 S C 5 的部 分专家到会 会上将分别讨论 4 个 工作组已完成的国际标准草案 在人体防护中 由于服 装服装 防护的面积最大 因此其作用也显 得格外重要 我国虽已制定了十几 项防护服装方面的围家标准 但由 于适用范围窄 且标准中的各项 参 数也远远落后于国际标准 因此 在 制修订国家标准时应加强对防护服 装国际标准的参考 以提高防护服 装对人体的各项防护性能 2 3 S C1 4 一 消防员个人 防护装 备分技术委员会 自2 0 0 2 年 T C 9 4 S C 1 4 在柏林 会议上制定了有关消防员 包括 森 林消防员 个体防护装备标准方面 的发展计划后 T C 9 4 S C 1 4 分成了 5 个项 目组 即 WG 1 负责一般 通 用性 P P E 标准 WG 2 负责扑救建 筑火 P P E标准 WG 3 负责扑灭野 外火P P E 标准 WG 4 负责扑灭危 险品 化学 微生物 火 P P E标准 WG 5 负责扑灭紧急救 护 P P E标 准 目前 我国已建立一整套非常 完整和严格的城市消防产品的监督 检测检验机制 作为其执法机构的 公安部门不仅有 自己专业的检测机 构 而且所属的4 个消防研究所均 具有制定标准和检测产品的机构和 能力 但在森林消防产品方面 却没 有形成专门的监督检验机制 也没 有专门的检测机构 森林防火装备 的标准在国家标准中还是一个空白 点 2 0 0 3 年 我国森林防火部门首 次派 出代表团应邀参 加了 T C 9 4 S C1 4 在加拿大的国际会议后 此后 派多名专家于 2 0 0 4 2 0 0 5 年参加了 在澳大利亚和日 本召开的年会 积 极参加国际会议使我们对国际上森 林消防员个人防护装备标准有了一 定的了解 与其他林业发达国家相 比 中国的林业扑救工作在扑救 目 的和采取方式上虽有较大的差别 但对扑火人员应配备个人防护装 备方面的要求是一致的 因此对 于 先进的国际标准应积极参考和借 鉴 2 4 SC1 5 呼吸 防护装 备分 技 术委员会 目前 从事呼吸面具国际 区域 标准制修订工作的机构有2 个 一 个是 S O T C 9 4 S C 1 5 另一个是欧 洲标准化委员会呼吸面具分技术委 员会 CE N TC7 9 T C 9 4 S C 1 5 的秘 书处设在 德 国 由德国标准化学会 D I N 承担 S C 1 5 下设3 个工作组 其研究内容 分别为 WG 1 一般要求 下设 6 个项 目小组 WG 2 过滤器 下设 3 个项 目小组 WG 3 周围介质相关 装置 下设 3 个项 目小组 Ch l 呻P e r s o n al P m t N d v e u 1 me n t C EN TC 7 9成立于 2 O世纪 7 O 年代 其任务是研究制定欧洲呼吸 面具标准 其秘书处也是由 D I N承 担 C E N T C 7 9 下设 8 个分技术委 员会 但在完成现有的标准化项 目 后 今后将不再启动新的标 准化项 目 而是致力于采用 I S O标准 擒豪 语 毫 薅 薹 暑 国际标准化工作是国际大家庭 共享国际资源为人类造福的必不可 少的工作 国际标准化的根本目的 是在一定的范围内获得最佳秩序 对 产品生产 服 务过程做到持续有 效的改进 增强其适用性 防止贸易 壁垒 促进技术合作 全国个体防 护装备标准化技术委员会 S A C T Cl 1 2 作为I S O T C 9 4 在国内的 技术对 口单位 虽未承担国际标准 化组 织 的 T C或 S C的秘 书处 工 作 但在某些 P P E领域仍派专家参 加各项 国际标准化活动 积极参与 国际标准 的制定 尽 最大努力把握 国际发展的脉搏 提高我国 P P E产 品的竞争力 而我国巨大的 P P E市 场和优秀的人才也必将支