Deux nouvelles études de l'Université de l'Alberta montrent comment rendre les vêtements des pompiers plus sûrs à porter, à entretenir et à fabriquer.
Une étude a révélé que certaines fibres utilisées dans les équipements de protection se dégradent lorsqu'elles sont exposées à l'eau chaude, montrant ce qui peut arriver aux vêtements au fil du temps, lors de scénarios réels de lutte contre les incendies et de lavage.
L'autre étude a analysé l'eau utilisée dans la fabrication des fibres, identifiant une poignée de composés colorants nocifs s'échappant des tissus et susceptibles d'affaiblir leurs qualités protectrices.
"Les résultats des deux études montrent des vulnérabilités et des moyens potentiels d'améliorer les matériaux actuellement utilisés dans les vêtements des pompiers et pour leur maintenance", explique Saiful Hoque, qui a mené les travaux pour obtenir un doctorat. en sciences du textile et de l'habillement de la Faculté des sciences de l'agriculture, de la vie et de l'environnement (ALES).
Utilisant des traitements de vieillissement accéléré reflétant les conditions de lutte contre les incendies et de blanchissage, la première étude, publiée dans le Journal of Polymer Science , a étudié les effets de la chaleur et de l'eau sur 15 fils différents dans huit tissus généralement utilisés pour fabriquer des vêtements de protection.
Les fibres ont été immergées dans de l'eau purifiée au pH neutre et dans de l'eau acide allant de 40°C à 90°C pendant 1 200 heures consécutives, puis vérifiées pour déceler toute détérioration physique, chimique et autre.
Les résultats du vieillissement hydrothermal ont montré que les mélanges de tissus contenant un type particulier de fibres, appelé para-aramide/polybenzimidazole, ou PBI, se dégradaient en résistance 68 % plus rapidement lorsqu'ils étaient exposés à l'humidité, par opposition aux tissus similaires de protection contre le feu qui ne le faisaient pas. ne contient pas de PBI.
Les mélanges de fibres haute performance contenant du PBI sont généralement utilisés pour fabriquer les vestes extérieures et les pantalons des pompiers, en raison de la flexibilité de la fibre et de sa capacité à résister à des températures extrêmes.
Mais comme les fibres PBI sont fabriquées à partir d’acide sulfurique, des traces du produit chimique restent, montre une étude menée en 2022 par Hoque. Ce soufre résiduel augmente la sensibilité d'un tissu à l'humidité et pourrait conduire à une dégradation prématurée des vêtements de protection, note Hoque.
Les résultats peuvent aider les fabricants de fibres hautes performances et de tissus de protection à améliorer leurs processus, suggère-t-il.
"Les fibres PBI sont toujours bonnes à utiliser, mais il est essentiel que les producteurs développent des moyens d'éliminer le soufre résiduel de ces fibres."
Le lavage des équipements de lutte contre l'incendie doit également être modifié, en lavant séparément les vêtements avec des fibres PBI, conseille Hoque. "Cela évite le risque d'endommagement des tissus voisins qui ne contiennent pas de fibres PBI et qui ne subiraient pas de dégradation dans l'eau chaude."
La même étude a également établi, pour la première fois, que les fibres méta-aramides, un autre type couramment utilisé dans les vêtements de protection, présentaient une « résistance remarquable » à la chaleur et au stress hydrique, même lorsqu'elles étaient exposées à de l'eau acide, explique Hoque.
Par exemple, un échantillon de tissu comprenant 93 % de fibres méta-aramides n'a perdu que 4 % de sa résistance à la traction après avoir été immergé dans l'eau pendant 1 200 heures à 90 °C.
Cette découverte comble un manque de connaissances sur l'efficacité des fibres haute performance pour résister à la chaleur et à l'eau, permettant aux fabricants "de prendre des décisions plus éclairées dans la sélection et la conception de matériaux pour des équipements plus durables pour les pompiers", explique Hoque.
Cela ouvre également des possibilités d'utilisation de fibres méta-aramides dans d'autres produits fréquemment exposés à l'eau, tels que les équipements de sécurité maritime, ajoute-t-il.
L'exploration globale des différents fils et de leurs fibres permet de mieux comprendre leur durabilité, explique Hoque. "Nous pouvons désormais proposer aux fabricants des suggestions de mélanges de fibres et de configurations de tissus optimaux qui offrent un meilleur équilibre entre protection et confort à long terme."
Dans la deuxième étude de Hoque, publiée dans Fibers and Polymers , il a développé une méthode d'analyse de l'eau utilisée dans les expériences, qui peut être utilisée par les fabricants de tissus pour rendre leurs processus de production plus respectueux de l'environnement, dit-il.
L'analyse a identifié trois composés apparentés aux colorants connus pour présenter un certain risque pour l'environnement, "en particulier lorsqu'ils s'infiltrent dans les systèmes d'eau", note-t-il.
Bien que leur utilisation ne soit pas recommandée, "il est possible que certains fabricants utilisent encore ces composés, donc ces informations peuvent les aider à prévenir la pollution de l'environnement et à adopter des pratiques plus durables."
Plus d'informations : Saiful Hoque et al, Comportement au vieillissement hydrothermique des fibres polymères haute performance :performances mécaniques à l'échelle du fil et analyse chimique, Journal of Polymer Science (2024). DOI :10.1002/pol.20230950
Md. Saiful Hoque et al, Analyse de l'eau de vieillissement hydrothermique des tissus de protection contre l'incendie à l'aide de GC × GC-TOFMS et FID, Fibres et polymères (2024). DOI :10.1007/s12221-024-00540-5
Fourni par l'Université de l'Alberta
