顧玉培季 濤胡世棋劉其霞高 強(qiáng)

（1.南通大學(xué)，江蘇南通，226019；2.安全防護(hù)用特種纖維復(fù)合材料研發(fā)國家地方聯(lián)合工程研究中心，江蘇南通，226019）

近年來，危險(xiǎn)化學(xué)品泄漏事件以及恐怖組織利用生化毒劑襲擊事件時(shí)有發(fā)生，造成了大量的人員傷亡。有毒有害化學(xué)品、致病微生物能夠通過皮膚、呼吸道和消化道等途徑損傷人體。在高度危險(xiǎn)的有毒有害化學(xué)品環(huán)境中，對(duì)人體呼吸道、眼睛、皮膚的防護(hù)要求較高，需要用到隔絕式防護(hù)服。隔絕式防護(hù)服通常由不透氣的阻隔材料制成，將氣體、液滴以及氣溶膠隔絕于材料之外，實(shí)現(xiàn)對(duì)人體的有效防護(hù)，在軍事、化工等領(lǐng)域發(fā)揮著重要的防護(hù)作用。

1 高阻隔生化防護(hù)材料的阻隔機(jī)理

有毒有害化學(xué)品在聚合物材料中的滲透是一個(gè)緩慢連續(xù)的過程。當(dāng)化學(xué)物質(zhì)與聚合物材料接觸后會(huì)發(fā)生溶解與擴(kuò)散，即滲透物由于在聚合物材料兩側(cè)的濃度差異而出現(xiàn)由一側(cè)向另一側(cè)傳遞的現(xiàn)象。當(dāng)化學(xué)毒劑在聚合物材料表面匯聚時(shí)，聚合物材料與化學(xué)品之間存在一定的互溶性以及兩種物質(zhì)之間存在化學(xué)反應(yīng)，使化學(xué)品分子緩慢、連續(xù)地滲透進(jìn)材料中。通過一段時(shí)間的分子運(yùn)動(dòng)，滲透物在防護(hù)材料的另一側(cè)析出。一般來說，化學(xué)物質(zhì)的分子容易從高聚物材料的非晶區(qū)通過，而在分子排列規(guī)整有序的結(jié)晶區(qū)則不易通過。另外，當(dāng)化學(xué)滲透物質(zhì)與聚合物防護(hù)材料極性相近，聚合物大分子鏈則更容易被化學(xué)物質(zhì)溶解，從而加速滲透［1］。

因此，聚合物的自身性質(zhì)、結(jié)晶度、分子鏈極性以及兩種物質(zhì)之間的相互作用等因素都會(huì)影響材料的阻隔性能。通常，將具有高阻隔性能的聚合物以涂層或?qū)訅簭?fù)合的方式與紡織品結(jié)合，形成一種氣密性優(yōu)良的柔性無孔復(fù)合材料［2］。由于高阻隔聚合物具有較高的結(jié)晶度，有害化學(xué)品在材料中的滲透路徑較長，不易通過，從而表現(xiàn)出良好的阻隔性能。常用的高阻隔聚合物主要有橡膠類、聚合物薄膜、氟化聚合物等。

2 高阻隔生化防護(hù)材料的分類

2.1 橡膠基防護(hù)材料

橡膠類彈性材料廣泛應(yīng)用于重型隔絕式防護(hù)裝備，其分子鏈排列整齊緊密，分子鏈之間空隙少，具有高氣密性和良好的耐腐蝕性。丁基橡膠、氟橡膠等是隔絕式生化防護(hù)領(lǐng)域常用到的橡膠類阻隔材料。

丁基橡膠由異丁烯與少量異戊二烯共聚而成，其分子鏈排列規(guī)整且飽和度高，有較多甲基緊密而規(guī)整地排列在大分子鏈兩側(cè)，分子間作用力大。由于丁基橡膠分子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，使其具備多種優(yōu)良的使用性能。首先，丁基橡膠氣密性好，對(duì)空氣的阻隔能力優(yōu)于天然橡膠、丁腈橡膠等；其次，丁基橡膠在熱、臭氧和紫外線的作用下不易老化，同時(shí)耐多種有機(jī)溶劑、化學(xué)藥品的作用［3］。

氟橡膠是指大分子主鏈或側(cè)鏈上緊密鏈接氟原子的彈性材料，氟原子對(duì)分子鏈能夠起到很好的保護(hù)作用［4］。因此，氟橡膠的耐腐蝕性很好，能夠耐多種有機(jī)溶劑、無機(jī)溶劑和酸等化學(xué)物質(zhì)。同時(shí)，氟橡膠的彈性高，生產(chǎn)成本較低。

雖然橡膠材料憑借其諸多優(yōu)點(diǎn)在生化防護(hù)領(lǐng)域廣受青睞，但是在應(yīng)用和生產(chǎn)過程中仍存在一些問題。一方面，單一的橡膠材料存在性能缺陷。例如，丁基橡膠硫化速度慢，且與其他橡膠相容性差，不耐苯類有機(jī)溶劑；氟橡膠不耐低溫，易受到酮類溶劑的腐蝕等［5］。另一方面，橡膠類材料的加工需要經(jīng)過硫化工藝，諸如丁基橡膠等本身硫化速度慢的橡膠需要在高溫條件下進(jìn)行硫化，這使得橡膠的生產(chǎn)工藝變得較為繁瑣［6］。此外，厚重也是橡膠基生化防護(hù)服的一個(gè)缺點(diǎn)，在實(shí)際穿著過程中會(huì)降低行動(dòng)靈活性，從而影響穿著者在緊急情況的處理效果。

2.2 高聚物薄膜材料

近十幾年來，輕量化成為高阻隔材料研究的一個(gè)熱點(diǎn)。阻隔性高聚物膜材料因其阻隔性能好、材料輕薄等優(yōu)點(diǎn)，在隔絕式生化防護(hù)領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用。

聚偏二氯乙烯（以下簡稱PVDC）是一種具有良好化學(xué)穩(wěn)定性的樹脂材料。PVDC的分子鏈排列規(guī)整，容易形成結(jié)晶區(qū)。并且PVDC分子間較強(qiáng)的凝聚力使其能夠很好地阻止小分子的滲透［7］。PVDC的高阻隔性能突出表現(xiàn)在阻氣性和阻濕性兩方面，對(duì)于酸、堿的穩(wěn)定性較好。但是，PVDC存在脆性大、熱穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)［8］；在實(shí)際生產(chǎn)環(huán)節(jié)中可以考慮將PVDC與其他樹脂材料共混制得共擠膜，在一定程度上可改善其缺陷。

聚乙烯-乙烯醇共聚物（以下簡稱EVOH）是由乙烯和醋酸乙烯在一定條件下共聚加工得到的聚合物，是三大阻隔樹脂之一。EVOH分子間的氫鍵作用力較強(qiáng)，且分子鏈堆砌緊密，因而具有優(yōu)良的阻隔性能［9］。EVOH阻氣性能尤為突出，同時(shí)耐多種化學(xué)溶劑。由于EVOH分子鏈中存在羥基，親水性強(qiáng)；在相對(duì)濕度較高的環(huán)境中，材料會(huì)吸濕，從而導(dǎo)致阻隔性能下降，因此EVOH常與耐濕性好的聚烯烴類化合物共混或復(fù)合使用。例如，通過將EVOH分散于聚烯烴類化合物基體中形成海島結(jié)構(gòu)，可有效延長滲透物的滲透路徑，獲得穩(wěn)定的阻隔能力［10］。

聚四氟乙烯（以下簡稱PTFE）是由四氟乙烯單體聚合而得的樹脂材料。在PTFE分子鏈上，氟原子緊密規(guī)整地排列在碳鏈兩側(cè)；這種結(jié)構(gòu)能夠?qū)μ兼溒鸬胶芎玫谋Ｗo(hù)作用，因此材料的穩(wěn)定性較高。PTFE大分子的直鏈結(jié)構(gòu)可以形成規(guī)整的排列，從而獲得較高的結(jié)晶度。同時(shí)，PTFE擁有優(yōu)異的耐化學(xué)品性能，耐強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、有機(jī)溶劑，即使對(duì)腐蝕性非常強(qiáng)的王水也能保持較好的穩(wěn)定性［11］。

2.3 改性高分子阻隔膜

林裕衛(wèi)等開發(fā)的新型改性TPE阻隔膜，可兼顧防護(hù)性和舒適性［12］。該膜材料分子鏈排列整齊且沒有空隙，有害化學(xué)物質(zhì)在材料中難以滲透。同時(shí)，運(yùn)用“吸附擴(kuò)散解吸”原理，使得人體汗液可以順利排出，從而改善隔絕式生化防護(hù)材料不透氣、舒適性差等問題。

離子交換膜具有離子交換基團(tuán)，是一種具備選擇透過能力的聚合物阻隔膜材料。水分子可以順利通過離子交換膜，而分子尺寸較大的有害化學(xué)物質(zhì)分子則無法通過。離子交換膜的運(yùn)用可以改善聚合物阻隔膜材料透氣性差的缺點(diǎn)，提高防護(hù)材料的使用舒適性。

2.4 高分子復(fù)合阻隔膜

傳統(tǒng)的單一成分阻隔膜或多層共擠膜阻隔能力有限，目前的研究多集中于通過引入其他材料制得高分子復(fù)合膜，從而獲得具備更高防護(hù)能力的阻隔材料。

2.4.1 含納米材料高分子復(fù)合膜

在高分子阻隔膜中引入納米材料可以達(dá)到提高材料的阻隔能力并且不破壞其力學(xué)性能的效果。常用的納米材料有碳納米管、無機(jī)物納米顆粒以及片層狀納米材料；將這些粒徑小而能夠均勻分布的納米材料與高聚物共混可制得納米復(fù)合阻隔膜，這種改性技術(shù)已經(jīng)較為成熟。

有害化學(xué)品以分子的形式在納米材料改性阻隔膜內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)，不僅要避開聚合物的結(jié)晶區(qū)，還要避開無機(jī)納米填充材料［13］。納米材料的引入不僅給滲透分子制造出更長的滲透路徑，還可以在一定程度上提高原高聚物的結(jié)晶度。例如，將EVOH聚合物和SiO2顆粒按一定比例混合制得EVOH/納米SiO2復(fù)合膜；通過研究發(fā)現(xiàn)，納米SiO2顆粒在EVOH聚合物中通過異相成核作用，提高了EVOH的結(jié)晶程度，從而提高了其阻隔能力［14］。英國Chelmsford公司在研究中發(fā)現(xiàn)，將質(zhì)量占比為5%～10%的粘土納米晶片加入至聚合物阻隔層中，可使材料的阻隔性能提高30%～200%。

2.4.2 金屬有機(jī)骨架化合物復(fù)合阻隔膜

金屬有機(jī)骨架化合物（以下簡稱MOFs）由金屬離子或金屬離子簇通過多配位點(diǎn)的有機(jī)連接而構(gòu)成的晶態(tài)多孔材料［15］。MOFs材料比表面積大，孔隙率高且孔徑可調(diào)控，具有對(duì)有害化學(xué)品的降解能力。將MOFs材料引入高分子阻隔膜中能夠賦予阻隔材料解毒降解能力。

2.4.3 多金屬氧酸鹽復(fù)合阻隔膜

多金屬氧酸鹽（以下簡稱POMs）是由金屬（一般為過渡金屬）與氧原子連接形成，同時(shí)含有一些其他雜原子的化合物。POMs結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，具有酸性和氧化性，是一種性能優(yōu)異的催化劑。試驗(yàn)表明，POMs能夠?qū)τ卸净瘜W(xué)試劑進(jìn)行有效降解［16］。將POMs材料與聚合物共混成膜，可以制得POMs高分子復(fù)合膜；這類阻隔膜不僅具有良好的阻隔能力，還能在一定程度上改善阻隔膜的透氣性［17］。

3 高阻隔生化防護(hù)材料的性能評(píng)價(jià)

3.1 氣密性

隔絕式防護(hù)材料要求具備良好的氣密性，相關(guān)的氣密性測(cè)試必不可少。測(cè)試方法是對(duì)氣密性防化服充氣，等待一定時(shí)間后檢查防護(hù)服內(nèi)氣壓的變化情況，以此判斷該防護(hù)材料的氣密性。一些專用的氣密性測(cè)試儀器能夠精準(zhǔn)測(cè)試防化服的氣密性，如美國Kappler公司的防化服氣密性測(cè)試儀、美國Lakeland公司的A級(jí)防化服氣密性測(cè)試儀等。

3.2 液體穿透性能

穿透是指化學(xué)物質(zhì)從材料的孔隙、接縫、缺陷處透過的現(xiàn)象；隔絕式生化防護(hù)服的液體穿透性能測(cè)試用于判斷防化服的防液體泄漏性能。根據(jù)GB 24539—2009《防護(hù)服裝 化學(xué)防護(hù)服通用技術(shù)要求》，先給人體模型穿上吸水性指示服，再將防化服穿在人體模型上；對(duì)其連續(xù)噴射含有熒光劑或染料的表面活性劑溶液，根據(jù)防護(hù)服內(nèi)的吸水性指示服上沾得溶液的情況判斷防護(hù)服的防液體泄漏性能。生化防護(hù)服的液體穿透性能可以通過防護(hù)服噴濺噴射液密性測(cè)試儀完成。

3.3 滲透性能

防滲透性是衡量隔絕式生化防護(hù)材料阻隔性能的重要指標(biāo)。滲透是指化學(xué)物質(zhì)的分子透過防護(hù)材料的現(xiàn)象；當(dāng)化學(xué)物質(zhì)與防護(hù)材料接觸后，化學(xué)物質(zhì)以分子的形式完成材料表面吸附、材料內(nèi)部擴(kuò)散、材料異側(cè)析出三個(gè)過程，即可認(rèn)為該化學(xué)物質(zhì)已經(jīng)透過防護(hù)材料［18］。

化學(xué)物質(zhì)完成滲透過程所用的時(shí)間即為滲透時(shí)間。通過測(cè)試化學(xué)物質(zhì)對(duì)某一防護(hù)材料的滲透時(shí)間，可以對(duì)該材料的防護(hù)能力做出直觀判斷。防護(hù)材料的防滲透性能測(cè)試方法：將防護(hù)材料與化學(xué)物質(zhì)保持持續(xù)或間歇接觸，在防護(hù)材料的另一側(cè)對(duì)穿透的化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行濃度分析，從而獲得該化學(xué)物質(zhì)對(duì)防護(hù)材料的滲透時(shí)間及滲透量等數(shù)據(jù)。

根據(jù)GB 24539—2009《防護(hù)服裝 化學(xué)防護(hù)服通用技術(shù)要求》，滲透性能測(cè)試用化學(xué)物質(zhì)包括丙酮（CAS編號(hào)67-64-1，液態(tài)）、乙腈（CAS編號(hào)75-05-8，液態(tài)）、二硫化碳（CAS編號(hào)75-15-0，液態(tài)）、二氯甲烷（CAS編號(hào)75-09-02，液態(tài)）、二乙胺（CAS編號(hào)109-89-7，液態(tài)）、乙酸乙酯（CAS編號(hào)141-78-6，液態(tài)）、正己烷（CAS編號(hào)110-54-3，液態(tài)）、甲醇（CAS編號(hào)67-56-1，液態(tài)）、氫氧化鈉（質(zhì)量分?jǐn)?shù)30%，CAS編號(hào)1310-73-2，液態(tài)）、硫酸（質(zhì)量分?jǐn)?shù)96%，CAS編號(hào)7664-93-9，液態(tài)）、四氫呋喃（CAS編號(hào)109-99-9，液態(tài)）、甲苯（CAS編號(hào)108-88-3，液態(tài)）、氮?dú)猓w積分?jǐn)?shù)99.9%，CAS編號(hào)7664-41-7，氣態(tài)）、氯氣（體積分?jǐn)?shù)99.5%，CAS編號(hào)7782-50-5，氣態(tài)）和氯化氫（CAS編號(hào)7647-01-0，氣態(tài)）等15種。滲透性能分6級(jí)，1級(jí)至6級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)透過時(shí)間依次為＞10 min、＞30 min、＞60 min、＞120 min、＞240 min、＞480 min。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，氣密型化學(xué)防護(hù)服滲透測(cè)試中所用試劑應(yīng)不少于上述的15種化學(xué)物質(zhì)，且滲透性能不低于3級(jí)［19］。對(duì)于防護(hù)材料防化學(xué)試劑滲透性的測(cè)試可以通過防護(hù)服防化學(xué)液體滲透性能測(cè)試儀、防護(hù)服抗酸堿測(cè)試儀等儀器完成。

3.4 液體耐壓穿透性能

液體耐壓穿透性能是指生化防護(hù)材料在有壓力的情況下與液體化學(xué)品接觸時(shí)，材料阻止化學(xué)品滲透的性能。試驗(yàn)時(shí)將帶有一定壓力的測(cè)試溶液作用于待測(cè)材料，觀測(cè)材料另一側(cè)溶液的穿透情況，并通過相應(yīng)的指示劑進(jìn)行檢測(cè)。液體耐壓穿透性能可以通過耐液體靜壓測(cè)試儀進(jìn)行測(cè)試。

3.5 力學(xué)性能

在實(shí)際使用過程中，高阻隔生化防護(hù)復(fù)合面料多用來生產(chǎn)隔絕式生化防護(hù)服、生化防護(hù)帳篷等產(chǎn)品。面對(duì)危險(xiǎn)化學(xué)品泄漏緊急處理和戰(zhàn)爭等嚴(yán)苛的工作環(huán)境，除了需要優(yōu)良的防護(hù)性能，還需要具備良好的力學(xué)性能。隔絕式生化防護(hù)材料力學(xué)性能表征指標(biāo)包括材料的斷裂強(qiáng)力、撕破強(qiáng)力、剝離強(qiáng)力、防穿刺性以及耐磨損性等。其中，剝離強(qiáng)度是指對(duì)復(fù)合材料的復(fù)合界面進(jìn)行單位寬度剝離時(shí)所需最大的力。剝離強(qiáng)度可以反映出復(fù)合材料的界面黏結(jié)效果。

3.6 穿著舒適性

防護(hù)性能是生化防護(hù)服所具有的性能中主要考慮的因素，但防護(hù)服的舒適性、靈活性也十分重要［20］。高阻隔材料提供了隔絕有害化學(xué)物質(zhì)的良好屏障，但卻阻礙了人體汗水和濕氣的排出。在炎熱的環(huán)境下，人體熱負(fù)荷增加；而在寒冷的環(huán)境下，又會(huì)造成人體體溫過低。由于這些問題的限制，使得隔絕式生化防護(hù)服不能長時(shí)間穿著，必要時(shí)還需要將可以加熱或降溫的微氣候調(diào)節(jié)系統(tǒng)集成到防護(hù)服上［21］。

微孔膜或選擇滲透性膜在允許小分子水蒸氣通過的同時(shí)，可以很好地阻隔固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)和氣溶膠狀態(tài)的化學(xué)物質(zhì)。這一類膜材料的使用，可以很好地減輕高阻隔生化防護(hù)復(fù)合材料的質(zhì)量，從而提高穿著、使用時(shí)的舒適性。但是，微孔膜難以在氣密型生化防護(hù)中達(dá)到很好的防護(hù)效果。

4 高阻隔生化防護(hù)材料的應(yīng)用

4.1 個(gè)體防護(hù)

美國Kappler公司最早從事防護(hù)服的生產(chǎn)，所生產(chǎn)的防護(hù)服可應(yīng)用于生物防護(hù)、化學(xué)防護(hù)、核防護(hù)以及消防和應(yīng)急救援等領(lǐng)域。該公司的Kappler Z500/RS系列氣密型防護(hù)服的防護(hù)能力來源于聚丙烯基布雙側(cè)復(fù)合多層阻隔膜的復(fù)合材料，可有效阻隔沙林毒氣、芥子氣、神經(jīng)毒氣等360多種有害危化品，包含氣體、液體、固體、氣溶膠等不同狀態(tài)的化學(xué)物質(zhì)，可適合應(yīng)急救援、危險(xiǎn)化學(xué)品泄漏處理、戰(zhàn)備等環(huán)境使用［22］。

美國杜邦公司生產(chǎn)的Tychem C、Tychem F和Tychem TK系列隔絕式防化服是具有代表性的多層復(fù)合生化防護(hù)材料。材料的多層結(jié)構(gòu)是在高強(qiáng)度的杜邦Tyvek面料外層復(fù)合聚合物涂層或阻隔膜而制得，能夠滿足不同等級(jí)的防護(hù)要求。其中，Tychem TK防化服結(jié)構(gòu)為“聚合物涂層/阻隔膜/聚合物涂層/Tyvek/聚合物涂層/阻隔膜/聚合物涂層”的夾層結(jié)構(gòu)，包含兩層高阻隔薄膜和4層密封層，能夠有效阻隔沙林、芥子氣、硫化氫等300多種有害化學(xué)品。Tychem TK防化服防護(hù)水平較高，與傳統(tǒng)橡膠基防護(hù)服相比質(zhì)量更輕，適合工業(yè)、戰(zhàn)備用防護(hù)。

奧地利ABC-90和ABC-90-HR隔絕式生化防護(hù)服也是適用于氣密型A級(jí)防護(hù)的個(gè)體防護(hù)裝備。ABC-90型隔絕式生化防護(hù)服采用紡織品表面涂覆橡膠，對(duì)于致病微生物的防護(hù)時(shí)間超過6 h。ABC-90-HR型防護(hù)服采用高強(qiáng)力帆布，對(duì)于致病微生物的防護(hù)時(shí)間超過2 000 h［23］。

瑞典Trelleborg公司的HPS系列重型隔絕式防化服將聚酰胺織物、聚合物阻隔膜以及氟橡膠、丁基橡膠、氯丁橡膠進(jìn)行多層復(fù)合，制得了含5層結(jié)構(gòu)的高性能生化防護(hù)材料。該防護(hù)服將多種阻隔材料進(jìn)行組合交叉，從而達(dá)到了較高的防護(hù)性能。瑞典Trelleborg公司的EVO系列防化服同樣采用這種橡膠、塑料和織物相結(jié)合的多層防護(hù)面料，可以有效防護(hù)幾百種固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)有毒有害化學(xué)品。

與歐美先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)相比，我國的隔絕式生化防護(hù)材料的性能仍然存在一定差距，我國的防護(hù)材料多存在防護(hù)時(shí)間短、防護(hù)譜系窄等問題。近年來，我國生產(chǎn)的隔絕式生化防護(hù)服的防護(hù)性能已有很大的提高。我國邦維高科特種紡織品有限責(zé)任公司生產(chǎn)的隔絕式生化防護(hù)服同樣是采用阻隔膜復(fù)合材料，例如BONTON-R、BONTON-Y重型防化服。這些產(chǎn)品具有良好的阻隔性能，能有效阻隔多種氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)等有害化學(xué)物質(zhì)，并且具備耐磨、撕破強(qiáng)力高等優(yōu)良的力學(xué)性能。

4.2 集體防護(hù)

集體防護(hù)裝備是一種針對(duì)多人的防護(hù)系統(tǒng)，也是移動(dòng)作戰(zhàn)指揮平臺(tái)、后方人員進(jìn)行生化防護(hù)的有效手段。集體防護(hù)系統(tǒng)一般通過框架或氣柱將防護(hù)材料支撐起來，再搭配過濾通風(fēng)系統(tǒng)，形成一個(gè)與外界阻隔的安全區(qū)域?？紤]到集體防護(hù)裝備的使用場(chǎng)所為戶外，有時(shí)還需要滿足轉(zhuǎn)運(yùn)需求，這不僅要求材料能夠提供高效且穩(wěn)定的防護(hù)能力，還需要具備耐候性好、強(qiáng)度高、質(zhì)量輕以及方便運(yùn)輸儲(chǔ)存等優(yōu)點(diǎn)。

美國軍隊(duì)M28集體防護(hù)系統(tǒng)采用了“高密度聚乙烯/PVDC阻隔膜/低密度聚乙烯”多層復(fù)合材料。高密度聚乙烯具有良好的耐寒性和耐熱性，化學(xué)穩(wěn)定性好，室溫下耐酸、堿及有機(jī)溶劑；低密度聚乙烯柔軟質(zhì)輕，耐沖擊性好。該復(fù)合材料成本低廉，同時(shí)也存在靈活性低、易燃等缺點(diǎn)。隨后，美國授權(quán)英國Triton公司對(duì)M28集體防護(hù)系統(tǒng)的防護(hù)內(nèi)襯進(jìn)行改良，以提高材料的阻隔性、阻燃性以及耐紫外線等性能。英國Triton公司在PVDC阻隔膜中引入了納米顆粒；試驗(yàn)表明：改進(jìn)后的阻隔膜材料對(duì)于芥子氣的防護(hù)時(shí)間超過24 h，對(duì)沙林毒氣的防護(hù)時(shí)間超過72 h［24］。

芬蘭的COLPRO核生化防護(hù)系統(tǒng)中采用了可高頻焊接的紡織材料，該材料對(duì)路易試劑的防護(hù)時(shí)間超過24 h，可用于致病微生物及有毒有害化學(xué)品的防護(hù)。美國Gore公司的CHEMPAK面料同樣是膜復(fù)合阻隔材料。該材料采用PTFE阻隔膜與織物復(fù)合，防護(hù)性能好，同時(shí)具有輕質(zhì)耐磨、阻燃等優(yōu)點(diǎn)，可適合用作集體防護(hù)材料。

5 高阻隔生化防護(hù)材料的發(fā)展趨勢(shì)

5.1 拓寬防護(hù)譜系

高阻隔生化防護(hù)材料普遍應(yīng)用于危險(xiǎn)系數(shù)和防護(hù)要求較高的環(huán)境，阻隔性能優(yōu)異是這一類防護(hù)材料的首要特點(diǎn)。因此，提供高阻隔防護(hù)材料的防護(hù)性能有其必要性。一方面，應(yīng)注重延長材料的有效防護(hù)時(shí)間；另一方面，還需拓寬化學(xué)防護(hù)譜系，拓展能夠有效防護(hù)的危險(xiǎn)化學(xué)品種類，完善對(duì)有害化學(xué)品、微生物、放射性污染等的全方位防護(hù)。

5.2 材料多元化

在當(dāng)代戰(zhàn)爭和工業(yè)生產(chǎn)中，對(duì)于危險(xiǎn)化學(xué)品環(huán)境的處理往往具有復(fù)雜性。應(yīng)用于高度危險(xiǎn)情況下的隔絕式生化防護(hù)手段不能拘泥于傳統(tǒng)材料，而應(yīng)充分利用高端科技發(fā)展帶來的便利，以提高材料綜合性能［25］。例如，有研究在聚合物膜中摻入導(dǎo)電聚合物，這些具有特殊電學(xué)性質(zhì)的聚合物可以充當(dāng)易揮發(fā)化學(xué)物質(zhì)的檢測(cè)器，當(dāng)它們處于特定的條件下，會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)引起電阻率的變化，進(jìn)而“感應(yīng)”到是否存在有毒有害化學(xué)物質(zhì)。通過引入新的材料，賦予傳統(tǒng)阻隔膜材料智能化功能，也給高阻隔生化防護(hù)材料的發(fā)展提供了新的思路［26］。

5.3 運(yùn)用先進(jìn)的制造工藝

為了獲得更好的阻隔防護(hù)性能，研究者不斷嘗試新的生產(chǎn)技術(shù)，嘗試在高聚物阻隔膜中引入新材料。要獲得性能優(yōu)良的改性材料，并使之與聚合物達(dá)到良好的協(xié)同效應(yīng)，需要不斷優(yōu)化制造工藝，運(yùn)用先進(jìn)的制造技術(shù)。