芳纶1313纤维对于不了解的人们来说可能比较陌生,但对于舰上水兵来说,由这种材料制成的防火头套和手套却非常重要。无论是舰艇在平时发生火灾事故,还是作战行动期间遭遇战损,闪燃及爆炸会给水兵们的面部、头部和手足造成久久挥之不去的伤痛。这种伤痛不仅仅是身体上的,更严重的是心理上的。

  在西方国家的重大演习和活动中,我们经常可以看到其水兵戴上防火头套和手套。

  舰上会发生各种各样的事故,其中火灾占据着很大的一部分。

  早在1916年日德兰海战的时候,英国海军就已经开始为舰上水兵配备防火头套和手套。这类个人防护装具在作战舰艇上的使用,已有超过百年历史。因此,每逢传统国家的海军执行重大作战和演习任务之时,官兵们要做的第一件事情就是带上防火头套和手套。而从近些年来公布的相关照片来看,我国这类装具仍然尚未普及。

  制作防火头套和手套的主要面料就是芳纶1313纤维,别看这种材料在传统国家的海军里面很常见,但能批量生产的国家并不多。目前能大批量生产芳纶纤维的国家,只有美国、日本、俄罗斯和中国,我国是第4个具备这种能力的国家。而在这些国家之中,以美国的实力最为雄厚,在全球芳纶1313市场占据主导性的地位。

  美国海军官兵穿戴防火手套和头套

  舰上的高温高热会对水兵造成巨大的伤害,防火头套和手套可以起到很好的保护作用。

  早在1962年,美国杜邦公司就已经研发出产品名为诺美克斯的芳纶1313纤维,5年之后的1967年该材料实现工业化生产。截至目前,美国芳纶1313纤维年产量占据80%左右,而且在西班牙、爱尔兰和日本都开设有分厂,这些分厂的年产量在5000吨以上。而且通过半个多世纪的发展,诺美克斯芳纶已经发展出好几代,主要包括410系列、430系列和450系列。

  别看美国年产量这么多,但将芳纶1313纤维视为战略材料,严禁其技术扩撒。我国开始芳纶1313纤维的研究并不晚,从20世纪70年代就已经展开努力,当时云集了大批全国一流的科研机构和院所,始终未能取得突破。直到2009年,我国才最终解决芳纶1313纤维的大批量生产问题,然而年产量仍然很少,仅仅相当于美国本土产能的1/5左右。后来,烟台泰和新材料公司从俄罗斯进口设备和技术,终于推出拥有自主知识产权的1313新产品,其产能已经位居世界第二,而且上海圣欧集团也紧跟上来,在产能上晋升为世界第四。

  之所以芳纶1313纤维是理想的防火头套和手套制作材料,是因为它拥有优异的耐热性能。这种材料的热分解温度是400~430摄氏度,100~200摄氏度温度区间内长期使用不会熔融,在250摄氏度时的热收缩率仅有1%,300摄氏度以下是5%~6%,连续工作2000小时强度仍能保持原来的90%,在火焰之中不会发生熔滴。遇到900~1500摄氏度高温时,会迅速碳化增厚,形成特有的绝热屏障。

  在我国海军的舰艇上,防火头套和手套这类个人装具尚未普及。

  防火头套使用的芳纶纤维1313,虽然使用的国家很多,但真正能批量生产的国家并不多。

  英国海军官兵穿戴防火手套和头套

  其实不仅仅是水兵使用的防火头套和手套,芳纶1313纤维的应用非常广泛,包括航空航天、军服、消防、石化、冶金、燃气和赛车等等许多领域。近年来,随着我国相关领域的飞速发展,对芳纶1313纤维的需求量增长很快,而在个人防护服领域的增长率也超过了15%,随着我国作战舰艇的吨位越来越大,对个人防护的需求也越来越高。但是,防火头套和手套到现在为止却仍未得到普及。

  这同我国当前芳纶1313的技术和生产现状有很大关系,主要体现在以下几个方面:关键技术尚需要突破,离大规模稳定生产仍然有距离;产品质量不稳定,存在正品率偏低、纤维分散系数大和聚合粘度波动大等问题;国产化纤维表面及复合纤维材料界面仍然有问题;基础应用理论研究仍有待于加强。

  芳纶1313纤维除了应用于水兵防护之外,其实还有非常多的用处。

  这些局限性,导致我国的芳纶1313纤维产量仍然以低端的高温过滤材料占据绝大部分,而高端长丝、可染纤维的产量非常稀少。由于产业发展尚需突破,所以水兵的防护头套和手套问题长期得不到解决。但鉴于我国越来越重视这个材料领域的投入,有关的科技研发已取得进展,相信我们在不久的将来能予以彻底解决。

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