Wetenschap
Onderzoek komt te hulp om brandweerkleding veiliger te maken
Een paar nieuwe onderzoeken van de Universiteit van Alberta laten zien hoe brandweerkleding veiliger kan worden gedragen, onderhouden en geproduceerd.
Uit één onderzoek is gebleken dat sommige vezels die in de beschermende uitrusting worden gebruikt, afbreken als ze worden blootgesteld aan warm water, wat laat zien wat er in de loop van de tijd met de kledingstukken kan gebeuren, tijdens echte brandbestrijdingsscenario's en bij het witwassen.
In het andere onderzoek werd het water geanalyseerd dat werd gebruikt bij de vervaardiging van vezels, waarbij een handvol schadelijke kleurstoffen werd geïdentificeerd die uit de stoffen lekten en die hun beschermende eigenschappen zouden kunnen verzwakken.
"De bevindingen van beide onderzoeken laten kwetsbaarheden zien en mogelijke manieren om de materialen die momenteel worden gebruikt in brandweerkleding en voor onderhoud te verbeteren", zegt Saiful Hoque, die het werk uitvoerde om te promoveren. in textiel- en kledingwetenschappen van de Faculteit Landbouw-, Levens- en Milieuwetenschappen (ALES).
Dragen en verzorgen
Het eerste onderzoek, gepubliceerd in het Journal of Polymer Science, maakt gebruik van versnelde verouderingsbehandelingen die de brandbestrijdings- en wasomstandigheden weerspiegelen. , onderzocht de effecten van hitte en water op 15 verschillende garens in acht stoffen die doorgaans worden gebruikt om beschermende kleding te vervaardigen.
De vezels werden gedurende maximaal 1200 uur ondergedompeld in zowel gezuiverd, neutraal pH- als zuur water variërend van 40°C tot 90°C, en vervolgens gecontroleerd op fysische, chemische en andere vormen van achteruitgang.
De resultaten van de hydrothermische veroudering toonden aan dat textielmengsels die een bepaald type vezel bevatten, para-aramide/polybenzimidazool of PBI genaamd, 68% sneller in sterkte achteruit gingen bij blootstelling aan vocht, in tegenstelling tot vergelijkbare brandwerende stoffen die dat niet deden. bevat geen PBI.
Hoogwaardige vezelmengsels die PBI bevatten, worden doorgaans gebruikt om buitenjassen en -broeken voor brandweerlieden te maken, vanwege de flexibiliteit van de vezels en het vermogen om extreme temperaturen te weerstaan.
Maar omdat PBI-vezels worden vervaardigd met behulp van zwavelzuur, blijven sporen van de chemische stof achter, blijkt uit een onderzoek uit 2022 onder leiding van Hoque. Dat achtergebleven zwavel de gevoeligheid van een stof voor vocht vergroot, en zou kunnen leiden tot voortijdige degradatie van beschermende kleding, merkt Hoque op.
De bevindingen kunnen fabrikanten van hoogwaardige vezels en beschermende stoffen helpen hun processen te verbeteren, suggereert hij.
"PBI-vezels zijn nog steeds goed te gebruiken, maar het is van cruciaal belang dat producenten manieren ontwikkelen om de resterende zwavel uit die vezels te verwijderen."
Ook het witwassen van brandweeruitrusting moet worden aangepast, door kleding met PBI-vezels apart te wassen, adviseert Hoque. "Dit voorkomt het risico op schade aan aangrenzende stoffen die geen PBI-vezels bevatten en anders geen degradatie zouden ervaren in warm water."
Uit hetzelfde onderzoek bleek ook voor het eerst dat meta-aramidevezels, een ander type dat vaak in beschermende kleding wordt gebruikt, "opmerkelijke weerstand" vertoonden tegen hitte en waterstress, zelfs bij blootstelling aan zuur water, zegt Hoque.
Eén stofmonster dat voor 93% uit meta-aramidevezels bestond, verloor bijvoorbeeld slechts 4% van zijn treksterkte na 1200 uur onderdompeling in water bij 90°C.
Deze ontdekking vult een leemte in de kennis over de effectiviteit van hoogwaardige vezels om hitte en water te weerstaan, waardoor fabrikanten "beter geïnformeerde beslissingen kunnen nemen bij de selectie en het ontwerp van materialen voor duurzamere uitrusting voor brandweerlieden", zegt Hoque.
Het opent ook mogelijkheden voor het gebruik van meta-aramidevezels in andere producten die vaak worden blootgesteld aan water, zoals veiligheidsuitrusting voor schepen, voegt hij eraan toe.
Het algemene onderzoek van de verschillende garens en hun vezels geeft een beter inzicht in hun duurzaamheid, zegt Hoque. "We kunnen fabrikanten nu suggesties bieden voor optimale vezelmengsels en stofconfiguraties die een beter evenwicht bieden tussen langdurige bescherming en comfort."
Verantwoorde productie
In de tweede studie van Hoque, gepubliceerd in Fibers and Polymers , ontwikkelde hij een methode voor het analyseren van het water dat in de experimenten werd gebruikt, die door stoffenfabrikanten kan worden gebruikt om hun productieprocessen milieuduurzamer te maken, zegt hij.
De analyse identificeerde drie kleurstofgerelateerde verbindingen waarvan bekend is dat ze een risico vormen voor het milieu, "vooral wanneer ze in watersystemen terechtkomen", merkt hij op.
Hoewel het gebruik ervan niet wordt aanbevolen, "is het mogelijk dat sommige fabrikanten deze verbindingen nog steeds gebruiken, dus deze informatie kan hen helpen milieuvervuiling te voorkomen en duurzamere praktijken toe te passen."