随着我国社会工业生产的增加,引发火灾的助燃物质、可燃物质逐渐增多,火灾频发,严重危及着人民的生命财产安全。灭火消防员是救灾第一线的工作人员,为抢救生命与财产,同时也为保障消防员的生命安全,提高消防装备质量,尤其是灭火防护服的质量就尤为的重要。灭火防护服属于功能性服装,原料要求耐火阻燃。轶纶聚酰亚胺纤维是一种天然的耐火阻燃高性能纤维,它强伸性能好,可纺性高,是制作灭火防护服外层面料的最佳材料之一。本课题是以国产聚酰亚胺纤维制成的纱线为原料,根据GA10-2014《消防员灭火防护服行业标准》对外层面料的性能要求,研究该纤维用于消防服用外层面料的可行性。具体研究如下:(1)分别测试和分析FY型、FB型、FO型三种轶纶聚酰亚胺纤维纱线的性能,主要包括纱线强伸性能、毛羽性能、捻缩和耐化学性能。结果表明,FY型单纱力学性能良好,有害毛羽少,捻缩率偏大,耐碱性略差;经过单纱纺纱工艺改进、热湿定捻工艺改良以及反向合股加捻,FY型单纱制成的双股纱线捻缩率过大的问题得到良好改善,此外,合股工艺提高了纱线的拉伸性能,捻度不匀、条干不匀有所下降。FB型纱线材料与FY型略有不同,前者添加了黑色染色剂,使纱线呈现黑色,但测得的力学性能明显低于后者,在纱线选择上不能作为优选方案。fo型纱线拥有良好的断裂强力、断裂伸长率,但由于其耐碱性过差,织造和使用的碱性环境容易损坏面料性能,因此也不宜作为灭火防护服外层面料设计的原料纱线。综上,原料纱线选择最终选定fy型双股纱线。(2)织物组织设计选用四种常规工装面料组织结构:平纹、1/3斜纹、2/2斜纹以及1/2斜纹;织物密度范围根据标准要求,确定在478.9≤pt+pw≤506.3根/10cm之间,且任意方向密度大于136根/10cm,因此设计240×240、250×250根/10cm两水平密度。按照上述要求设计八个实验方案,经织造得相关试样并测试,八块试样面料的平方米克重均符合设定要求的200g额定量的(100±5)%范围内。进一步对试样面料进行力学、热学等性能测试,结果表明,表征其热学性能的阻燃性、热稳定性、热防护性三项指标均符合标准要求,且远高于标准要求;力学性能中织物经纬向拉伸断裂性能远大于650n,但撕裂性能不能完全满足标准要求的不应小于100n的指标,需要进一步研究提高。此外,测得试样面料的耐水洗色牢度和耐摩擦色牢度较好,织物的防水抗湿性能不佳,需要进行表面防水处理。(3)针对试样面料撕裂性能不能达标的情况,重点研究了如何提高该性能的问题。在不改变纱线原料的情况下,主要从织物组织结构和经纬密度两方面研究其与面料撕裂性能的关系。研究发现,在限定经纬密度范围内,织物组织结构是影响撕裂性能的重要因素。其中方平组织面料由于其特殊的结构特征,撕裂强力高,力学性能好。试验表明22方平组织的面料力学性能满足标准要求,可以用于制作灭火防护服外层面料。织物密度影响经纬向撕裂性能,但由于本设计中织物密度限定,密度影响程度并不大。此外还发现,减小经纬向密度差异,可以提高纬向撕裂强力值。本文研究表明,聚酰亚胺纤维制成的面料在热学、力学、色牢度和平方米克重等方面均能够满足标准要求,而防水抗湿性能则须要进行表面处理来提高其性能。因此聚酰亚胺纤维用于灭火防护服外层面料的开发是可行的。