Un paio di nuovi studi dell'Università di Alberta mostrano come rendere gli indumenti dei vigili del fuoco più sicuri da indossare, mantenere e produrre.
Uno studio ha rivelato che alcune fibre utilizzate negli indumenti protettivi si rompono se esposte all'acqua calda, mostrando cosa può accadere agli indumenti nel tempo, durante scenari reali di lotta agli incendi e durante il lavaggio.
L'altro studio ha analizzato l'acqua utilizzata nella produzione delle fibre, identificando una manciata di composti coloranti dannosi rilasciati dai tessuti che potrebbero indebolirne le qualità protettive.
"I risultati di entrambi gli studi mostrano vulnerabilità e potenziali modi per migliorare i materiali attualmente utilizzati negli indumenti dei vigili del fuoco e per la manutenzione", afferma Saiful Hoque, che ha condotto il lavoro per ottenere un dottorato di ricerca. in scienze tessili e dell'abbigliamento presso la Facoltà di scienze agrarie, della vita e dell'ambiente (ALES).
Il primo studio, pubblicato sul Journal of Polymer Science, utilizza trattamenti di invecchiamento accelerato che riflettono le condizioni antincendio e di riciclaggio. , hanno studiato gli effetti del calore e dell'acqua su 15 filati diversi in otto tessuti tipicamente utilizzati per produrre indumenti protettivi.
Le fibre sono state immerse sia in acqua purificata a pH neutro che in acqua acida a una temperatura compresa tra 40°C e 90°C per un massimo di 1.200 ore alla volta, quindi sono state controllate per rilevare eventuali danni fisici, chimici e di altro tipo.
I risultati dell'invecchiamento idrotermale hanno mostrato che le miscele di tessuti contenenti un particolare tipo di fibra, chiamata para-aramide/polibenzimidazolo, o PBI, si degradavano in resistenza il 68% più rapidamente se esposte all'umidità, rispetto a tessuti ignifughi simili che non lo facevano. non contenere PBI.
Le miscele di fibre ad alte prestazioni contenenti PBI vengono generalmente utilizzate per realizzare giacche e pantaloni esterni dei vigili del fuoco, grazie alla flessibilità della fibra e alla capacità di resistere a temperature estreme.
Ma poiché le fibre PBI sono prodotte utilizzando acido solforico, rimangono tracce della sostanza chimica, mostra uno studio del 2022 condotto da Hoque. Lo zolfo residuo aumenta la sensibilità del tessuto all'umidità e potrebbe portare al degrado prematuro degli indumenti protettivi, osserva Hoque.
I risultati possono aiutare i produttori di fibre ad alte prestazioni e tessuti protettivi a migliorare i loro processi, suggerisce.
"Le fibre PBI sono ancora buone da usare, ma è fondamentale che i produttori sviluppino metodi per rimuovere lo zolfo residuo da quelle fibre."
Anche il riciclaggio delle attrezzature antincendio deve essere modificato, lavando separatamente gli indumenti con fibre PBI, consiglia Hoque. "Ciò previene il rischio di danni ai tessuti vicini che non contengono fibre PBI e che altrimenti non subirebbero degrado in acqua calda."
Lo stesso studio ha inoltre stabilito, per la prima volta, che le fibre meta-aramidiche, un altro tipo comunemente utilizzato negli indumenti protettivi, hanno mostrato "notevole resistenza" al calore e allo stress idrico, anche se esposte ad acqua acida, afferma Hoque.
Ad esempio, un campione di tessuto composto per il 93% da fibre meta-aramidiche ha perso solo il 4% della sua resistenza alla trazione dopo essere stato immerso in acqua per 1.200 ore a 90°C.
Questa scoperta colma una lacuna nella conoscenza sull'efficacia delle fibre ad alte prestazioni nel resistere al calore e all'acqua, consentendo ai produttori "decisioni più informate nella selezione e nella progettazione di materiali per attrezzature più durevoli per i vigili del fuoco", afferma Hoque.
Inoltre, apre la possibilità di utilizzare fibre meta-aramidiche in altri prodotti frequentemente esposti all'acqua, come le attrezzature per la sicurezza marittima, aggiunge.
L’esplorazione complessiva dei vari filati e delle loro fibre fornisce una comprensione più completa della loro durabilità, afferma Hoque. "Ora possiamo offrire ai produttori suggerimenti per miscele di fibre e configurazioni di tessuto ottimali che raggiungano un migliore equilibrio tra protezione a lungo termine e comfort."
Nel secondo studio di Hoque, pubblicato su Fibers and Polymers , ha sviluppato un metodo per analizzare l'acqua utilizzata negli esperimenti, che può essere utilizzato dai produttori di tessuti per rendere i loro processi produttivi più sostenibili dal punto di vista ambientale, afferma.
L'analisi ha identificato tre composti legati ai coloranti noti per rappresentare un rischio per l'ambiente, "in particolare quando penetrano nei sistemi idrici", osserva.
Sebbene l'uso non sia raccomandato, "è possibile che alcuni produttori utilizzino ancora questi composti, quindi queste informazioni possono aiutarli a prevenire l'inquinamento ambientale e ad adottare pratiche più sostenibili."
Ulteriori informazioni: Saiful Hoque et al, Comportamento all'invecchiamento idrotermale delle fibre polimeriche ad alte prestazioni:prestazioni meccaniche su scala di filato e analisi chimica, Journal of Polymer Science (2024). DOI:10.1002/pol.20230950
Md. Saiful Hoque et al, Analisi dell'acqua di invecchiamento idrotermale dei tessuti ignifughi utilizzando GC × GC–TOFMS e FID, Fibre e polimeri (2024). DOI:10.1007/s12221-024-00540-5
Fornito dall'Università di Alberta
