张 宇 黄华云 王宇骅 Chia-Te Chou

上海仪耐新材料科技有限公司，上海 201700

火灾会威胁公共安全，危害生命财产。纺织品是室内主要的可燃或易燃物品，特别是装饰用纺织品(如地毯、窗帘、非织造墙纸等)和服装用纺织品，它们燃烧时产生的热量会灼烧人体，还会产生有毒烟雾，引起人体中毒、窒息，造成不可挽回的损失。因此，纺织品的阻燃性能是评判其安全性的重要指标，各国相继颁布了相关强制性标准或推荐性标准，各行业也针对特定产品相继颁布了行业标准。但有关产业用高性能绳索，如火灾救援用绳索等，在燃烧或高温场景下的性能评估及测试方法却鲜有报道。

绳索作为一种历史悠久的纺织制品，最早由藤蔓缠绕而成，后发展到利用天然纤维通过捻绕、编织制得。随着科学技术的发展、化工企业的飞速崛起及高性能纤维的面世，传统绳索制造行业的格局发生了极大的改变。如今，绳索产品已突破传统纺织制品，更接近纤维增强型复合材料。一大批高性能纤维如芳纶、超高相对分子质量聚乙烯纤维等纷纷加入到高性能绳索的制造中，它们赋予了绳索更高的性能和更广泛的用途。此外，功能性后处理技术的发展与应用也使绳索行业得到了进一步的升级，绳索性能进一步提升。不同功能的涂料和工艺技术有效结合，可赋予绳索耐磨、耐切割、耐日晒、耐湿热、阻燃等功能，耐火绳就是其中的一种产品。

不同于装饰用和服装用纺织品，产业用高性能绳索在使用中主要利用的是其较强的力学抗拉性能，故绳索在燃烧或高温场景下的性能评估，除了要考虑到自身的阻燃特性如续燃时间、阴燃时间、易点燃性、燃烧速率等之外，还应兼顾绳索燃烧时或燃烧后的力学性能，确保绳索能在指定的条件下稳定发挥抗拉等性能。简而言之，绳索不仅要考虑燃烧时或燃烧后的阻燃性能，还要考虑其在燃烧时或燃烧后的力学性能。

本文将以典型的现有传统纺织品燃烧性能相关测试标准为入手点，分析传统纺织品燃烧性能的测试方法、燃烧性能表征指标，探究传统纺织品燃烧性能测试方法对绳索耐火性能测试的适用性，旨在摸索出纤维绳索耐火性测试标准的制定依据。

1 垂直法(GB/T 5455—2014)

在纺织品的燃烧性能测试标准中，GB/T 5455—2014《纺织品 燃烧性能 垂直方向 损毁长度、阴燃和续燃时间的测定》[1]使用最为广泛。该标准规定了垂直方向纺织品底边点火时燃烧性能的试验方法，适用于各类织物及其制品。其测试原理为，利用规定点火器产生的火焰对垂直方向的试样底边中心点火，在达到规定的点火时间后移除，测量试样的损毁长度、阴燃时间和续燃时间，并以此表征被测试样垂直方向上的燃烧性能。GB/T 17591—2006《阻燃织物》[2]2中规定，装饰用、飞机和轮船内饰用，以及阻燃防护服用织物等的燃烧性能试验方法也为GB/T 5455。

GB/T 5455—2014要求被测试样尺寸为300 mm×89 mm，显然，标准对被测试样尺寸的规定限制了其适用范围。此外，该标准中的损毁长度指标的评价方法完全不适用于绳索类纺织品，因为无法根据标准要求选择出测试用重锤质量。故GB/T 5455—2014只能作为绳索耐火性能测试的参照标准。

2 45°法(GB/T 14645—2014)

GB/T 14645—2014《纺织品 燃烧性能 45°方向 损毁面积和接焰次数的测定》[3]也是常用的评价纺织品燃烧性能的标准。GB/T 17591—2006《阻燃织物》[2]2规定，火车内饰用织物的燃烧性能试验方法为GB/T 14645。GB/T 14645—2014标准规定了45°方向纺织品采用表面点火和底边点火测定燃烧性能的两种方法——A法和B法：

(1)A法适用于各类织物及其制品。其测试原理为利用规定燃烧器产生的火焰对45°方向的试样表面点火，测量规定点火时间后试样的续燃时间、阴燃时间、损毁长度和损毁面积。此法要求被测试样尺寸为330 mm×230 mm，这显然限制了该方法的适用范围，不适用于绳索类纺织品。

(2)B法适用于受热熔融的纱线和织物。其测试原理为利用规定燃烧器产生的火焰对45°方向的试样底边点火，测量接焰次数。该方法要求被测试样长度为100 mm，质量约为1 g。通过记录试样熔融燃烧90 mm长度所需的接焰次数来评价被测试样的燃烧性能。虽然，此法对被测试样的要求符合绳索的特征，但接焰次数指标仅适用于受热熔融的纱线和织物，也不适用于绳索耐火性能的评价。

3 水平法(FZ/T 01028—2016)

FZ/T 01028—2016《纺织品 燃烧性能 水平方向燃烧速率的测定》[4]规定了水平方向织物采用底边点火测定其燃烧性能的试验方法。该标准适用于各类织物及其制品，其测试原理为，在规定的条件下，对水平放置的试样底边中心点火，经过一定的点火时间后，测量试样的火焰蔓延距离及火焰蔓延时间，计算燃烧速率，以表征试样水平方向上的燃烧性能。GB/T 17591—2006《阻燃织物》[2]2规定，交通工具中汽车的内饰用织物的燃烧性能试验方法为FZ/T 01028。

FZ/T 01028—2016要求被测试样尺寸为340 mm×100 mm，但尺寸不足的试样也可以进行测试，如对于宽度小于60 mm的试样，长度取340 mm即可。但是在实际操作中，受夹具的限制，绳索试样的固定方式较难实现，故该标准也只能作为绳索燃烧性能测试的参照标准，在表征绳索水平方向燃烧速率方面具有一定的参考意义。

4 其他方法

除此之外，纺织品燃烧性能相关测试标准还有GB/T 5456—2009 《纺织品 燃烧性能 垂直方向试样火焰蔓延性能的测定》[5]、GB/T 8745—2001《纺织品 燃烧性能 织物表面燃烧时间的测定》[6]、GB/T 8746—2009 《纺织品 燃烧性能 垂直方向试样易点燃性的测定》[7]、GB/T 5454—1997《纺织品 燃烧性能试验 氧指数法》[8]、GB/T 11049—2008《地毯燃烧性能 室温片剂实验法》[9]等，但也未被纤维绳索行业采用，原因主要在于：

(1)标准GB/T 5456—2009中的火焰蔓延性能与标准GB/T 5455—2014中的阴燃时间和续燃时间有一定的关系，火焰蔓延会产生阴燃时间或续燃时间。纤维绳索行业更倾向于采用规范结果的标准，故业内较多采用GB/T 5455—2014作为绳索/织带耐火性能测试的参照标准。

(2)GB/T 5455—2014中关注的考察指标如损毁长度、阴燃时间和续燃时间等是从产品的性能着手的。而GB/T 8745—2001、GB/T 8746—2009和GB/T 5454—1997则主要提供了针对纺织品燃烧性能的测试方法，对规范纤维绳索产品耐火性能测试意义不大。

(3)GB/T 11049—2008针对地毯产品的燃烧性能提供了测试方法。但纤维绳索产品与地毯产品相比，无论是在外观形态上，还是在承担载荷上(纤维绳索产品主要承担轴向的张力载荷，而地毯产品主要承担平面上的压力载荷)，都大不相同，所以较难采用GB/T 11049—2008作为纤维绳索耐火性能的参考标准。

另外，GB/T 12731—2014《阻燃V带》[10]中利用具有一定温度的火焰灼烧V带试样，一定时间后移去火焰，测定试样明焰和无焰燃烧至自动熄灭所需的时间即续燃时间和阴燃时间，用以表征阻燃V带的阻燃性能。试验方法与前述纺织品燃烧性能测定标准不同：(1)该标准采用酒精喷灯作为点火源；(2)被测试样为同一条V带上截取的6段，每段长度大于100 mm，要求切割面整齐，且与顶面垂直；(3)检测时，V带试样切割端面位于铅垂平面上，V带试样顶面呈铅垂方向。该阻燃性测试方法并未参照GB/T 5455，而是重新定义了试样的制备及阻燃试验方法。

5 阻燃和耐火

GB/T 19666—2019《阻燃和耐火电线电缆或光缆通则》[11]对“阻燃”和“耐火”进行了明确的定义，其中：阻燃(flame retardance)是指试样具有阻止或延缓火焰发生或蔓延能力的特性，表现为试样在规定条件下被燃烧，撤去火源后火焰在试样上的蔓延仅在限定的范围内；耐火(fire resistance)是指试样在规定火源和时间条件下被燃烧时仍能持续地在指定的条件下运行的特性。可见，阻燃有阻止燃烧、不助火势之意；耐火则为经得起火烧,高温或燃烧后仍能发挥一定的性能。现有的纺织品阻燃性能测试标准集中在描述产品的可燃性能、极限氧指数、续燃时间、阴燃时间、损毁长度，或者是燃烧后烟气的危害等方面，这些表征对一般纺织品已经足够；但耐火绳索是具有力学强度要求的一类特殊纺织品，现有阻燃标准仅能描述其燃烧性能，无法描述其耐火性能。

6 结语

现行的纺织品燃烧性能测试标准多用来规范平面织物或相关产品(如机织物、针织物、非织造布、涂层织物、层压织物、地毯织物等)的燃烧性能，而对于一维的绳索类纺织品，其耐火性能无明确的标准及测试方法。

绳索在使用过程中主要起连接两点、承受拉力的作用，其主要的力学性能涉及强度、延伸率和疲劳性能等。一根拥有较好阻燃指标的纤维绳索，并不意味着其力学性能也具有较好的耐火性。部分阻燃纤维绳索虽不易燃烧，但其力学性能可能在高温环境中急剧下降。例如，火灾用消防逃生绳索现多为尼龙材质，并添加有阻燃剂，在遇到高温或明火时消防逃生绳索虽不易燃烧，但会释放有毒物质，且其力学性能会大幅降低。因此，仅采用阻燃指标来表征耐火性，会对使用者造成误导，埋下更大的安全隐患。因此，如何描述绳索在燃烧时或燃烧后的力学性能是否满足使用要求，是标准化绳索耐火性能测试的目的。对于耐火绳索类产业用纺织品，应在使用阻燃指标(如续燃时间、阴燃时间、损毁长度、损毁面积、易点燃性、燃烧速率等)的同时，视实际应用增加相关力学耐火性能指标，如点燃时或点燃后的强力及强力损失率等。只有通过这种全面的测试表征方法，才可以确保耐火绳索等产品在点燃或高温等情况下的使用安全性。