《防护用纺织品》，（英）理查德·A. 斯科特编 龚小舟，凌文漪，杨大祥等译

《防护用纺织品》，（英）理查德·A. 斯科特编  龚小舟，凌文漪，杨大祥等译。
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内容提要
当今，人们对纺织品的要求不仅仅满足于美观和舒适，随着对自身保护意识的提高，对纺织品的安全、防护性能提出了更高的要求。《防护用纺织品》在叙述防护服发展历史及设计原理的基础上，针对不同种类的防护服进行了较为全面的介绍，这里涉及的防护服种类包括化学防护服、抗紫外线防护服、呼吸道防护服、防弹服、抗静电服、生化防护服、消防服、防刺服、飞行服及石油/天然气防护服。同时，在相应章节总结了上述防护服的防护机理、加工技术及检测方法。
编译《防护用纺织品》，我们谨希望为从事防护服及其材料研究的工程及技术人员，提供此方面的信息，以供参考，同时也可作为纺织等相关专业的本科生和研究生教学或自学参考教材。

! Q' J, ?3 l+ S+ S

目  录

$ [; h+ E9 K$ Z  g

第1章 防护服概况1

1.1 背景介绍1

1.2 市场前景1

1.3 产品分类2

1.3.1 消防服3

1.3.2 热/冷防护服3

1.3.3 化学防护4

1.3.4 抗冲击防护4

1.3.5 生物防护5

1.3.6 防辐射服6

1.3.7 电防护8

1.3.8 视觉防护9

1.4 材料和技术9

1.4.1 纤维及纱线10

1.4.2 织物11

1.4.3 后整理13

1.4.4 缝合、黏合13

1.5 个人防护服的未来趋势13

1.5.1 极具舒适性的高性能服装13

1.5.2 纳米技术14

1.5.3 生物技术15

1.5.4 电子技术15

参考文献16

第2章 防护用纺织品的标准24

2.1 背景介绍24

2.1.1 防护用纺织品的市场潜在需求24

2.1.2 相关领域标准工作的基础/目标26

2.1.3 标准的主要分类27

2.2 需求28

2.2.1 社会和技术的因素28

2.2.2 基本健康和安全需求28

2.2.3 额外的需求30

2.3 国际标准32

2.3.1 国际ISO标准32

2.3.2 欧洲标准33

2.3.3 各类防护服的基本标准34

2.3.4 防护用纺织品概述35

2.4 认证38

2.4.1 欧盟类检测38

2.4.2 制造商的责任39

2.4.3 产品质量管理和风险评估40

2.5 未来趋势41

2.6 进一步的文献资料阅读42

2.6.1 与防护用纺织品及其标准有关的各种会议42

2.6.2 世界组织机构42

参考文献44

第3章 时尚与功能——影响防护服设计及使用的因素46
1 r" p/ p3 W! h$ J' \6 S; A3.1 背景介绍46
3.2 影响设计开发过程的因素47
3.2.1 时尚流行因素47
3.2.2 功能设计和时尚设计48
" Q8 H2 N# \* E& J% }/ ~# e" s3.2.3 防护服开发设计过程模型50
# V$ r6 R& ]& d3 ]# V3.2.4 防护服设计框架52
: X& [# ]! Q0 v4 X6 h9 Z/ d3.2.5 防护面料的选择55
+ X& ]5 M8 K6 C! m3.3 服装系统和功能55
3.3.1 服装系统和防护55
: x, C  g% P/ d: ]3.3.2 服装系统深度剖析57
6 ?. h+ U! D  M8 Q' W9 D' _1 ]& q3.4 时尚和功能的协调一致60
3.4.1 市场和评估60
3.4.2 案例分析60
3.5 未来的趋势62
! d) m7 k" P, i$ |3.6 扩展阅读64
% X. N( A# R9 x- ^2 v' n" x  z4 b参考文献65
* P* Z, ?: y/ p, W+ I/ r; f4 o第4章 防护用纤维与织物67
8 V) l7 \/ j/ }4 t' c& x4.1 背景介绍67
4.1.1 纤维类型综述67
5 R+ _4 c% V- w2 ^5 s4.1.2 细度和力学性能的单位68
4.1.3 纤维素、蛋白质和合成纤维69
  P! T0 M* E9 s4 j4.1.4 蜘蛛丝69
, W5 R8 Z$ ]) L0 Z8 r4.1.5 性能比较70
6 }/ q+ L2 H/ D$ l- ]6 Q- |4.2 高弹纤维71
4.2.1 能量吸收71
4.2.2 锦纶72
2 t! I! ]" \1 o4.2.3 涤纶72
  A1 E7 K/ B. V, L( W: d7 q4.3 碳纤维73
4.3.1 石墨纤维73
4.3.2 其他类型的碳纤维74
4.4 芳纶及相关纤维74
: t) q/ _, ]' R( |. e: T4.4.1 高模—高强（HM—HT）纤维的特征74
4.4.2 芳纶（Kevlar®和Twaron®）75
4.4.3 共聚物纤维（Technora®）76
4.4.4 间位芳纶（Nomex®）76
4.4.5 其他芳香族高模—高强纤维76
4.5 高模聚乙烯纤维77
4.5.1 凝胶纺纤维77
: K7 l3 G( z6 ?; z& {, x3 g5 r4.5.2 其他高模量聚乙烯纤维78
; H  g. f# b5 M4.6 PBO和M5纤维78
9 k+ [) l1 ~5 U2 x  E0 Q+ U4.6.1 聚苯并唑纤维（PBO）78
0 F3 n( n- J+ i4.6.2 PIPD或M5纤维79
5 s* S4 o6 \% w8 }/ o% A$ y& N4.7 无机纤维79
4.7.1 无机纤维的一般特征79
# C$ Q. |- J6 H1 K8 k4.7.2 玻璃纤维79
4.7.3 陶瓷纤维80
: L5 H7 q, d+ R' |4.8 具有防护功能的纤维81
4.8.1 概述81
4.8.2 耐化学腐蚀纤维82
* H# F) R+ _/ K  o4 p, k4.8.3 耐热纤维83
+ _' {0 l% N3 m: M" C" N8 [- R4.9 纳米纤维85
4.9.1 纤维细度85
4.9.2 静电纺丝85
6 n% T  A/ m* C- p7 ?9 r/ Q1 k- C; S4.9.3 碳纳米管86
$ V$ ]& I0 n% {' h: R. |) q4.10 从纤维到织物87
4.10.1 非织造布87
4.10.2 纱线87
4 E2 s; l* \0 e4 y  \4.10.3 机织物88
4.10.4 编织90
' x. k2 V/ E% H9 D4.10.5 针织90
4.10.6 织物后加工92
4.10.7 复合材料93
* d( L- t$ d* i6 A, b/ h参考文献93
( v0 m9 k! Q) L& M, o

- f; g* m  b9 n4 j7 A' z$ R
  i: W, c- }" z9 V

第5章　防护用技术纺织品97

5.1　背景介绍97

5.2　技术纺织品97

5.2.1　纤维99

5.2.2　纱线99

5.2.3　机织物100

5.2.4　针织物101

5.2.5　非织造布103

5.2.6　三维机织物105

5.2.7　非交织结构105

5.2.8　后整理105

5.2.9　缝纫与接缝方式106

5.3　危害的种类106

5.4　机械危害106

5.4.1　子弹及刀具防护107

5.4.2　钝器防护108

5.5　压力危害109

5.5.1　大气压力危害110

5.5.2　噪声危害110

5.6　环境危害及火灾110

5.6.1　环境危害110

5.6.2　火灾110

5.7　化学和生物危害111

5.7.1　化学危害111

5.7.2　生物危害112

5.8　电子和电磁辐射危害113

5.8.1　电子危害113

5.8.2　核辐射危害113

5.9　未来趋势114

参考文献114

第6章　用暖体假人评价防护服性能117

6.1　引言117

6.1.1　防护服系统117

6.1.2　舒适与安全118

6.2　暖体假人118

6.3　测量防护服的热阻119

6.3.1　标准119

6.3.2　方法119

6.3.3　服装面积系数120

6.4　测量防护服系统的蒸发阻抗122

6.4.1　标准122

6.4.2　方法122

6.4.3　透湿指数123

6.5　配套服装的测试数据123

6.6　可活动的假人125

6.7　假人测试与织物测试126

6.8　瞬态条件下的假人试验127

6.9　结束语127

参考文献127

+ G% F5 ~- H4 }8 ?1 Z$ j% f8 D) l

第7章　化学防护131

7.1　背景介绍131

7.2　化学防护服的分类131

7.2.1　按设计特征进行分类131

7.2.2　按性能特征进行分类132

7.2.3　按使用寿命特征进行分类133

7.2.4　化学防护服的整体分类135

7.3　服装类型、材料、设计特征和尺寸135

7.3.1　服装材料类型136

7.3.2　服装材料137

7.3.3　服装设计特点139

7.3.4　服装尺寸标注142

7.4　服装材料耐化学性能测试143

7.4.1　耐化学降解性能测试143

7.4.2　抗化学液体渗透性能测试145

7.4.3　穿透性能测试150

7.5　化学防护服的整体性能157

7.5.1　抗颗粒性能测试158

7.5.2　抗液体性能测试158

7.5.3　抗气体渗透性能测试160

7.6　化学防护服的其他性能160

7.6.1　化学防护服材料的物理性能160

7.6.2　化学防护服的人体工程学性能162

7.7　化学防护服的规格和分类标准163

7.8　总结164

参考文献165

附录：各类与化学防护有关的标准168

第8章　防紫外线纺织品175

8.1　前言175

8.2　紫外线辐射176

8.3　纺织品防紫外线性能的评价176

8.3.1　仪器法（体外测试）176

8.3.2　直接测试法（体内试验）178

8.3.3　 仪器测量（UPF/分光光度计）和直接测量（SPF/人体皮肤）的对比179

8.4　防紫外线纺织品的有关标准180

8.4.1　澳大利亚/新西兰标准180

8.4.2　美国标准181

8.4.3　欧洲标准181

8.5　防紫外线纺织品182

8.5.1　纤维化学性质与紫外线防护182

8.5.2　织物结构和紫外线防护183

8.5.3　颜色和紫外线防护185

8.5.4　添加剂和紫外防护186

8.5.5　拉伸与紫外线防护187

8.5.6　吸湿和紫外线防护188

8.5.7　洗涤对紫外线防护性能的影响188

8.6　未来发展趋势189

参考文献190

第9章 呼吸道防护195

9.1 背景介绍195

9.2 过滤理论196

9.2.1 纤维束结构中的速度场196

9.2.2 过滤的效率200

9.2.3 单纤维过滤机理201

9.3 描述呼吸阻力的理论206

9.4 用于呼吸道防护过滤材料的生产方法207

9.4.1 非织造过滤材料的分类207

9.4.2 用于呼吸道保护非织造布的生产技术209

9.5 用于呼吸道防护滤材的性能评估216

9.5.1 凝胶颗粒的渗透217

9.5.2 呼吸阻力218

9.5.3 呼吸阻力值219

9.5.4 总渗漏量220

参考文献220

附录：表达符号223

第10章 弹道防护226

10.1 背景介绍226

10.2 防弹衣的历史226

10.2.1 古代装甲226

10.2.2 现代防弹衣227

10.2.3 现代轻量化防弹衣228

10.3 弹道防护材料229

10.3.1 硬质防弹衣229

10.3.2 软质防弹衣229

10.4 可用于防弹衣的织物结构232

10.5 防弹衣的工作机理234

10.6 美国国家司法学会（NIJ）对防弹衣的测试方法235

10.6.1 美国国家司法学会（NIJ）防弹衣测试标准的简短历史235

10.6.2 国家司法研究所（NIJ）对防弹衣的分类方法236

10.6.3 射击目标的选择238

10.7 防弹衣的设计和制造239

10.7.1 防弹背心的设计240

10.7.2 女性防弹背心的设计240

10.7.3 织物层数和防护水平241

10.8 防弹头盔241

10.8.1 现代防弹头盔242

10.8.2 防弹头盔的测试标准243

10.8.3 防弹头盔的测试流程243

10.9 未来趋势244

参考文献245

第11章 静电防护247

11.1 背景介绍247

11.2 静电原理248

11.2.1 材料的静电性能248

11.2.2 电荷的积聚249

11.2.3 电荷分散250

11.2.4 环境条件的影响251

11.3 静电危害252

11.3.1 静电荷放电的要求252

11.3.2 最大电荷密度253

11.3.3 最小着燃能量253

11.4 测试技术254

11.4.1 小范围试验254

11.4.2 电场254

11.4.3 电荷255

11.4.4 电阻和电荷衰减255

11.4.5 电压256

11.4.6 静电释放256

11.4.7 人体模特实验257

11.5 静电荷的减少258

11.5.1 材料与设计259

11.5.2 制造加工259

11.5.3 整理工艺260

11.6 未来的趋势261

11.7 扩展阅读262

11.7.1 静电防护信息262

11.7.2 与静电防护有关的组织机构263

11.7.3 静电防护标准与规定263

11.7.4 与静电防护有关的设备和测试服务机构264

参考文献264

第12章 生化防护271

12.1 前言271

12.1.1 生化战争的历史及目前的危害271

12.1.2 生化武器及其危害272

12.1.3 新出现的危害274

12.2 目前生化防护服和个体装备标准274

12.2.1 军用生化防护服274

12.2.2 民用生化防护服275

12.3 不同类型的防护材料276

12.3.1 渗透性材料276

12.3.2 半渗透性材料276

12.3.3 不渗透材料277

12.3.4 选择性渗透膜材料277

12.4 防护材料设计279

12.4.1 现有材料的防护性能279

12.4.2 防护材料的相容性及一体性280

12.4.3 穿着舒适性能和材料耐久性能281

12.4.4 成本因素281

12.5 防护服系统设计281

12.5.1 套装或一片式防护服281

12.5.2 两片式防护服282

12.5.3 防护内衣282

12.5.4 多层材料组成防护服282

12.5.5 防护服密封接口、组成和系统282

12.6 生化防护服材料和服装系统测试与评估283

12.6.1 材料水平测试283

12.6.2 化学试剂的隔离性能284

12.6.3 化学反应性能285

12.6.4 生物隔离性能285

12.6.5 生物活性、性能285

12.6.6 物理性能286

12.6.7 湿气传递性能287

12.6.8 耐久性能测试287

12.7 未来趋势289

参考文献289

附录292

附录一　化学战争试剂特征292

附录二　选择性生物试剂特征299

附录三　防护手套和鞋子304

附录四　外套及其他化学防护服系统304

附录五　ITAP、STEPO 和其他民用生化防护服系统305

附录六　有毒工业化学品306

第13章　消防服307

13.1　背景介绍307

13.2　不同的任务与环境307

13.2.1　不同灭火任务中的危害308

13.2.2　意外事故统计310

13.3　防护服种类310

13.3.1　消防服310

13.3.2　与化学物质接触和在危险环境下工作的防护服311

13.3.3　用于不同救援工作的服装311

13.3.4　标准中制定的规格311

13.4　消防服使用的材料315

13.4.1　外层315

13.4.2　隔热内衬315

13.4.3　防潮层316

13.4.4　辅助材料316

13.5　设计、尺码和人体工程学316

13.6　润湿对热防护的影响318

13.7　选择、使用和保养319

13.8　未来趋势320

13.8.1　测试方法的发展320

13.8.2　智能织物的可能性321

13.8.3　结合可穿戴电子技术的服装321

13.9　结论321

参考文献321

第14章　防刺服329

14.1　背景介绍329

14.2　防刺服的历史329

14.3　警用护具330

14.4　利器的穿刺性能332

14.5　刀具的刺割机理334

14.6　刀具防护设计原理336

14.7　防护等级337

14.8　测试方法339

14.8.1　刀具的性能342

14.8.2　刀柄342

14.8.3　刺割的速度和力342

14.8.4　被攻击者应对冲击的方式342

14.9　防刺服的结构344

14.10　未来趋势347

参考文献347

第15章　飞行服349

15.1　背景介绍349

15.2　飞行操作时的危害349

15.2.1　飞机坠毁与火灾349

15.2.2　其他危害350

15.3　飞行服的性能要求351

15.3.1　安全与防护性能352

15.3.2　舒适与活动自由度353

15.3.3　热舒适与热应变性能353

15.3.4　其他功能需求354

15.4　满足飞行服防护需求材料的作用354

15.5　服装设计参数的作用356

15.5.1　空气层的存在357

15.5.2　分层的影响358

15.5.3　服装开闭系统358

15.5.4　抗浸润飞行服和冷却机制359

15.5.5　抗重力服359

15.6　未来趋势360

15.7　结论360

参考文献361

第16章　石油和天然气行业工人防护服367

16.1　简介367

16.2　工作环境中的危害367

16.3　防护服的要求与性能369

16.3.1　闪燃防护369

16.3.2　热防护服的静电性能371

16.3.3　对蒸汽和冷凝水的防护372

16.4　热防护服的保养373

16.5　未来的发展趋势375

参考文献376