国外隔绝式皮肤防护装备及其现状

化学、生物恐怖威胁的日趋猖獗, 以及重大疫情和突发性公共事件频繁出现, 给世界各国的个体防护器材提出了新的挑战和新的要求, 传统的个体防护装备已经不能满足现实使用要求.各国学者从材质、结构和设计等方面入手, 先后研制了多种防护器材, 隔绝式皮肤防护装备作为防护器材的重要组成部分, 其种类也越来越丰富, 技术越来越先进.

 国外隔绝式皮肤防护装备及其现状

根据美国环保署(EPA) 规定, 对个人防护装备采取4 级分类方法, 规定了不同防护水平的个人防护装备配置要求.其中:

A 级:为气密性应急防护, 主要针对可能暴露在最危险的环境中, 需要最高级别的防护, 对皮肤防护有较高要求;

B 级:为非气密性应急防护, 所处环境要求最高级别的呼吸防护;

C 级:同B 级相比,所处环境的皮肤防护程度较低, 且呼吸防护要求更低;

D 级:为最低级别的皮肤防护要求, 无呼吸防护要求.

1.1 重型隔绝式装备

针对A、B 级防护一般采用重型隔绝式装备,目前多采用多层膜复合材料、橡塑复合材料以及氟橡胶材料等.

美国Kappler 公司是较早从事防生物、防化学、防火、防核服装生产的企业.公司研发有Z500/RS系列气密式A 级防护服, 包括长管式防护服Z5H371、RS526T、RS41350, 以及呼吸器内置式Z5H550、Z5H551、RS550T、RS41550 多个型号.

A 级气密型防护服

Z500/RS 系列气密式A 级防护服主体材料采用在PP (聚丙烯) 基布两侧复合多层专利隔膜制成,Z500/RS 系列防护服配有面屏头罩以及手套、靴套和护盖等附件, 能对包括芥子气、沙林、路易士、维埃克斯4 种战争毒剂在内的360 种以上有毒和腐蚀气体、液体、和固体化学物, 以及核气溶胶、生物病毒等起到防护作用, 可应用于战备、危险品泄露处理、应急救援、未知危险环境的初次进入和调查、搜寻和研究等领域.Kappler 公司的长管式和内置式A 级气密型防护服如上图 所示.

美国DuPont 公司研发的TychemR TK 系列重型隔绝式防护服可提供对高危化学品或未知化学品的A 级、B 级防护.例如A 级化学防护服TK555T 和TK 601T、A 级全封闭气密型防护服TK 554T-7S 以及B 级全封闭液密型防护服TK527T, 几种防护服均设计有超宽面屏并内置空气呼吸器.防护服在接触280 余种高危化学品8h 后未发现明显的渗透现象, 良好的耐化学品渗透效果来源于服装的主体材料-Tychem TK 面料.该面料为多层复合结构, 内外层均为不同材质的聚合物涂层, 中间为无纺布,克重331g/m2, 与传统的橡胶材质防护服相比, 重量大幅减轻.

由于3 种防护服可实现对有毒、腐蚀性气体、液体和固态化学品进行最高级别的防护,现已广泛应用于部队和民用防护器材上.DuPont 公司全封闭A 级气密型防护服TK555T 和服装主体多层复合物结构如图2 所示.Trelleborg 公司生产的连体式气密型重型防护服TrellChem HPS 采用多元共聚Viton 氟橡胶、丁基橡胶、聚酰胺织物、氯丁橡胶和阻挡膜片共5 层高性能材料膜复合而成, 通过交叉防护达到全面最高等级的防护目的.防护服设有抗冲击和耐化学介质的硬视窗, 同时配有Viton/butyl 橡胶手套以及PVC 或IIR 材质的安全靴, 可防护各种有毒有害的液态、气态、烟态和固态化学物质、生物毒剂、军事毒剂和核污染, 最大限度地保障穿戴人员的安全.

服装还采用人体工程学原理, 不仅有高度的安全性能, 还具有活动自如、感觉舒适的特点. Interceptor 系列防化服, 同时配有可快速拆装手套系统和高性能防化靴等附件.其主体面料采用公司独特的多层复合膜技术, 由8 层防护膜与1 层聚酯无纺布复合而成,重量较轻, 克重仅为325g/m2, 有效地降低了作业时的人体负荷.面料具有优异的危险化学品阻隔性能.

此外,公司在Interceptor 全密闭型防护服基础上设计出A级气密型隔热防化服ICT645A, 外隔热层为具有5层结构的玻璃纤维镀铝隔热复合面料或Kevlar 镀铝隔热复合面料, 手感柔软, 耐摩擦、耐屈折, 不仅实现对危险化学品的阻隔, 还可抵御95%以上的热辐射, 可实现在高温、高毒条件下对作业人员的安全防护.

法国Delta 公司研发的Alain/Alex 为公司的顶级高性能微正压重型气密性防化服, Alain 为内置空气呼吸器设计, Alex 为外置空气呼吸器设计, 两者均设有高清晰宽式面屏.主体面料为阻燃Hypalon-氯磺化聚乙烯(CSPE) 双面涂覆聚酯纤维, 材料克重为550g/m2.CSPE 是以PE 为主要原料, 经氯化、氯璜化反应制得的具有高饱和化学结构的含氯弹性体材料, 由于分子结构中含有氯璜酰活性基团, 故表现出高活性, 尤以耐化学介质腐蚀、抗臭氧氧化及耐油侵蚀、阻燃等性能突出.公司还设计有ComBi19A 型隔热防化服, 服装外层覆有铝膜, 中层为Hypalon 防化面料, 内层为耐热的Nomex 防火面料, 保证套装兼有防化、阻燃和隔热等多种功能..

德国Draeger 采用由氟橡胶/丁基橡胶制成WorkMaster PF 防护服, 以及采用Himex R 面料生产的WorkMaster pro-ET 气密型防护服; 法国以氟橡胶和丁基胶并用材料制备的K-1 密闭式重型防护服; 新加坡羿科公司分别采用VBV (Viton/Butyl/Viton) 、VBP ( Viton/Butyl /polyster) 材质生产的Respirex GTIM、Respirex GTB 气密型防护服; 奥地利Blaschke 公司的ABC-90 和ABC-92 气密型核化生送风防护服等. 

1.2 轻便型隔绝式防护服

与重型隔绝式装备不同, 轻便型隔绝式防护服的材质多采用多层膜复合材料, 聚氯乙烯(PVC)材料和高密度聚乙烯(HDPE) 材料等.

采用膜复合材料的轻便型隔绝式防护服以美国DuPont 公司生产的Tychem R C、Tychem R F 轻便型防护服为代表, 适用于有机物、无机物、生物制剂的B、C 级防护.Tychem R C 化学防护服采用DuPont 专用材料制造, 质轻、柔软, 厚度为237μm, 克重为83g/m2, 具有100%的粉尘致密性,可全面防护超细有害粉尘, 耐高达2bar 的液体压力, 耐高浓度NaOH、H2SO4等, 可防护体液、血液以及血生病原体.

DuPont 公司Tychem R C、TychemR F 轻便型防护服如图6 所示.ChemMax R 系列为LakeLand 公司生产的轻便型防护服, 现分为ChemMax R 1、ChemMax R 2ChemMax R3 和ChemMax R 4 四个型号, 防护服主体材料分别为HDPE 覆膜PP 基布、Saranex23-P 覆膜高强无纺布、多层材质特有防护膜覆膜PP 基布以及多层特殊防化膜覆膜聚酯无纺布.ChemMax R 系列防护服可针对多种有毒有害化学品、粉尘、血液等进行防护.此外, 公司还研发有PVC 覆膜的轻便型防化服EPVC428 和NPG135, 可对低浓度、微量化学液体喷溅起防护作用, 可应用于一般工业、加工生产及石油化工环境中对工人提供有效的日常防护.

LakeLand 公司ChemMax R 1 和轻型PVC 防化学喷溅服如图7 所示.国外轻便型隔绝式防护服型号较多, 例如美国Kappler 公司采用多层隔离膜双面覆膜PP 基布为主体材料研发的Z100/Z100XP/Zytron100XP/CPF1 系列, 以及采用多层隔离膜双面覆膜耐久2.0ozPP 基布的Z300/CPF3 系列; 比利时采用聚氨酯涂膜材料研发的Seytex 轻便型防毒衣; 瑞典采用10 层共挤压PE 薄膜和2 层乙烯- 乙酸乙烯酯共聚物(EVCA) 薄膜共同复合而成的S/91 防护服; 新加坡羿科公司分别采用氯丁橡胶和PVC 制造一件式防化服, 以及采用高性能多层膜复合材料制备的Microchem3000/4000/5000 系列轻便型防化服等.