摘 要

安全帽在工业生产中有极其重要的地位，分析安全帽的使用现状，有助于提高工业生产的安全水平。目前，我国安全帽年需求量达到5000万顶，但是安全帽的价格低廉质量没有保证，相关部门缺乏有力监督。出于成本考虑，我国安全帽的回收方式简单粗暴，绝大部分安全帽被当做废旧塑料采用填埋焚烧的方式处理，这种简单粗暴的方式给环境造成了难以愈合的伤害，同时浪费了大量的资源。环境问题的日益凸显，使世界各国在保护环境方面达成共识。自2013年开始我国就陆续限制塑料的进口，安全帽的回收利用规范化制度化势在必行。国外废旧塑料回收的研究成果显著，新材料的代替也使得废塑料的回收更加绿色。德国和日本掌握了高炉喷吹废塑料技术大大提高了废旧塑料的回收效率。我国提高安全帽的回收与利用率势在必行。

论文主要研究了安全帽使用现状与回收再利用对策分析，介绍安全帽的发展历史和当前安全帽的使用现状及存在的问题，简单介绍了新型安全帽的特点。同时本文分析国内安全帽的回收利用对策，认识到国内国外的差距。对比国外安全帽回收利用的对策的优缺点，给出回收利用的意见和建议。

关键词：安全帽；国内外现状；回收与利用；新型安全帽

Abstract

Safety helmet plays a very important role in industrial production.Analyzing the current situation of safety helmet is helpful to improve the safety level of industrial production.At present，China's annual demand for safety helmet has reached 50 million，but the low price and quality of safety helmet is not guaranteed，and the relevant departments lack strong supervision.Considering the cost,the recovery method of safety helmet in our country is simple and crude.Most safety helmet is treated as waste plastic by landfill incineration.This simple and crude way causes unhealable damage to the environment and wastes a lot of resources.Environmental issues have become increasingly prominent,so that countries around the world have reached consensus on the protection of the environment.Since 2013,China has been restricting the import of plastics.It is imperative to standardize and institutionalize the recovery and utilization of safety helmet.The research results of waste plastics recycling abroad are remarkable,and the replacement of new materials also makes the recycling of waste plastics more green.Germany and Japan have mastered the technology of blast furnace injection of waste plastics,which greatly improves the recovery efficiency of waste plastics.It is imperative to improve the recovery and utilization of safety helmet in China.

This paper mainly studies the present situation of the safety helmet and the Countermeasures of recycling and reuse,introduces the history of the safety helmet and the current situation and problems of the safety helmet,and briefly introduces the characteristics of the new safety helmet.At the same time,this paper analyses the recycling Countermeasures of domestic safety helmet,and recognizes the gap between domestic and foreign.This paper compares the advantages and disadvantages of foreign safety helmet recycling strategies,and gives some suggestions and suggestions on safety helmet recycling.

Key words: Safety helmet； Current situation at home and abroad； Recycling and utilization； New safety helme

目录

摘要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1研究背景与意义 1

1.2国内外研究现状 1

1.2.1国内研究现状 1

1.2.2国外研究现状 2

1.3研究内容与技术路线 2

第2章 安全帽使用现状分析 5

2.1安全帽的发展历史 5

2.2安全帽的构成和特点 5

2.2.1安全帽的构成 6

2.2.2安全帽的主要分类 6

2.2.3常用材料及特点 6

2.2.4使用及维护管理要点 7

2.2.5安全帽的判废管理要点 8

2.3使用过程中的问题 8

2.3.1质量问题 8

2.3.2重量问题 10

2.3.3舒适性问题 10

2.3.4老化问题 11

2.4安全帽行业发展趋势 11

2.4.1国内外安全帽发展动态 12

2.4.2智能安全帽的应用 13

第3章 安全帽的回收利用现状分析 15

3.1安全帽回收利用的影响因素 15

3.1.1价格因素 15

3.1.2法律因素 15

3.1.3环境问题 16

3.2安全帽回收方法的研究 17

3.3回收方法的优缺点 18

3.4高炉喷吹废塑料技术 19

3.5安全帽的简单利用 20

3.6新材料的利用 21

第四章总结与展望 21

致谢 22

参考文献 22

第1章 绪论

1.1研究背景与意义

安全帽是防御人体头部不受外来物体击打和伤害的防护用品，在建筑施工、各类矿山开采以及高空作业等方面得到了广泛的应用。我国安全帽的发展迅速，安全帽制造的工艺水平、设计理念可以达到世界先进水平。我国安全帽的需求量自2013年开始呈现出阶梯式上升的趋势，增幅在10%以上，2015安全帽的需求量达到5000万顶。

图1.1 安全帽年增长

但是，我国安全帽的激烈的竞争导致安全帽的价格低廉，企业出于成本考虑，安全帽的回收利用所支付的成本高于安全帽的二次采购价格，导致安全帽的回收利用不被重视，废弃的安全帽污染了环境，造成了资源浪费，同时影响了安全帽的健康长远发展。

本文主要对我国安全帽的回收利用的现状进行分析，探究安全帽存在的问题，给出安全帽设计改进的建议及意见。同时国内外研究安全帽回收方式的优缺点，找出国内安全帽回收利用存在的不足，同时对安全帽的未来发展进行简单的探索。

1.2国内外研究现状

1.2.1国内研究现状

自改革开放以来，我国安全帽行业从简单的人工制作发展成为高效率的机器生产，对安全帽的产量、质量、品种和销售网络都产生了极其深刻的影响，为社会的安全生产，应急救灾和安全帽行业的稳定发展做出了巨大贡献，。但是，我国小企业繁多质量参差不齐，在低质量的安全帽挤压下，生存艰难。互联网销售增大了竞争力度，中高档的安全帽日益成为国内主要需求。中国作为世界工厂向世界输出大量的安全帽，在扩张海外市场时，应联合小企业，整合力量做出品牌，做大做强。同时，我们清晰的认识到我国安全帽的研究仍然处于发展阶段，相关的部门尚未成立，监管不够完善。我国在2019年才正式杜绝塑料进口，在此之前中国的废塑料基本上是靠填埋和焚烧来处理的，安全帽作为废塑料被遗弃，污染了环境，浪费了资源。我国废塑料的处理技术仍然处于初期，德国和日本先后掌握了高炉喷吹废塑料技术，对废塑料的处理具有重要意义，李博知、尹国才、秦学武三位教授的从理论上证实了高炉喷吹废塑料技在我国的可行性，但是我国目前还未掌握这一技术。

和欧美等发达国家及地区相比我国安全帽的管理起步较晚，但是经过十几年对国内外安全帽管理标准的研究，同时结合我国安全帽生产的显著特点及相关行业标准制定了我国安全帽管理标准GB/T 30041—2013《头部防护安全帽选用规范》。安全帽的选择管理、安全帽的使用及维护管理以及安全帽的判废管理三个重要部分在规范中得到清晰的划分。各管理部分的流程、依据在规定中明确，自此我国安全帽管理的水平与欧美发达国家及地区不相伯仲。《头部防护安全帽选用规范》的公布在我国安全帽管理领域具有里程碑式的意义，对促进我国安全帽管理水平的提高起到了积极的推动作用。

1.2.2国外研究现状

欧美等发达国家由于工业革命的红利，使得他们的科学技术走在了世界前列，安全帽的回收利用对策也相对较为完善，英国通过将安全帽回收再生产已经实现了安全帽的回收利用，而德国和日本先后掌握的高炉喷吹废塑料技术也为解决安全帽回收提供了较好的解决方案。关于高炉喷吹废塑料技术本文将会在第3章详细介绍。目前国际上的安全帽正在进行更高水平的技术创新。发达国家引进新技术、新产品、新材料、新工艺、新方法，发展也较为迅速，很多技术值得我们学习和借鉴。国外微软等公司已经发明出智能安全帽并投入使用，其使用的AR技术将会在建筑领域引起深刻变革。国外大学生利用柔性太阳能电池板设计出保护行人安全的智能安全帽。

图1.2 国外大学生设计的智能安全帽（电路图）

1.3研究内容与技术路线

本文梳理了安全帽的历史及发展，从安全帽的雏形到安全帽的现代版本的更迭，结合当下的科学技术和技术展望，简要的阐述了智能安全帽的发展趋势和现阶段的成果。同时，参考重要文献对安全帽的回收利用进行分析，指出国内安全帽回收利用的不足之处和国外值得学习借鉴的优点和急需追赶的方向。国内外安全帽的研究现状。对我国安全帽现存的质量、舒适性和老化等问题进行分析研究，重点对安全帽的回收利用现状和国外的差距对比进行分析说明，重点介绍国外的回收利用对策，对比各种回收方式的优缺点。

前期准备

资料收集、筛选

确定方向

安全帽的构成与特点

安全帽使用过程中的问题

国内外研究现状

安全帽回收利用的必要性

价格、法律、环境

回收方法的缺点

国外安全帽回收利用的对策

影响安全帽回收的因素

回收方法的优点

意见及建议

图1.3 研究内容与技术路线

第2章 安全帽使用现状分析

2.1安全帽的发展历史

早在远古时代的时候，安全帽已被人类应用了。原始人为了生存，必须追捕野兽并和猛兽格斗，原始人巧妙的使用椰子壳和大乌龟壳等来保护自己的头部。可见人类很早就诞生了保护头部的想法。无论在四大古国还是其他的小型部落，为了资源和土地，不可避免的发生了战争，而战争倒逼人类进一步的发明出保护头部的金属头盔。根据考古资料显示，在中国安阳殷墟出土的商朝铜盔，不仅可以保护头部，甚至还可以保护耳部和颈部。欧洲存世最早的希腊头盔距今两千多年，但是商朝铜盔距今已有三千多年的历史，我国安全帽的出现时间领先世界。1908年卡夫卡在是清理鸽舍的员工身上受到启发，发明了早期的安全帽。这种早期的安全帽存在缺陷，由于缺少缓冲装置，在安全帽受到冲击时容易得脑震荡。为了解决这个问题科学家们研究了啄木鸟。啄木鸟大脑跟人类的大脑一样脆弱，但是啄木鸟的大脑的外脑膜与脑髓之间有一条狭窄的空隙，这就使得啄木鸟在为树木治病时，通过啄木鸟的尖嘴传播的振动波就被外脑膜和脑髓之间的空隙所阻隔而减弱。于是，现代安全帽在里面加设了松软的内衬和保护圈带，有效的降低了由于外物冲击导致的震荡。

一战时，一名法国士兵把一口锅扣在头上因此躲过德军的突袭。后来在法国将军亚得里安在探望伤员时，与士兵交谈时了解了这一情况并深受启发。随即亚德里安下令研制能防弹片的金属头盔。这种头盔就是历史上非常著名的哈特非钢盔。只有一个金属外壳和衬垫的钢盔虽然比较简陋，但是却在战场上拯救了千千万万的反法西斯士兵。这种简陋的钢盔就是现代安全帽的雏形。

图2.1 安全帽发展历史

发展到今天，安全帽的组成更加完美和复杂，由帽壳、帽衬、下颊带和锁紧卡组成。富有弹性且坚固而光滑的半球形的帽壳，有效的保护了建筑工人的安全。高空坠物产生的瞬时冲击力可以被帽壳和帽衬之间一定空间所缓冲、分散。

2.2安全帽的构成和特点

2.2.1安全帽的构成

安全帽是由帽壳、帽衬和下颏带等三部分组成。

帽衬

帽衬是帽壳内直接与佩戴者头顶部接触部件的总称，由帽箍环带、顶带、护带、托带、吸汗带、衬垫技拴绳等组成。具有一定的吸汗作用。

安全帽

帽壳

安全帽的主要部件，一般采用椭圆形或半球形薄壳结构。在冲击压力下会产生一定的压力变形，能吸收和分散受力，使冲击物滑走，而减少冲击的时间。

下颏带

足系在下颏上的带子，起固定安全帽的作用，下颏带由带和锁紧卡组成。没有后颈箍的帽衬，采用“y”字形下颏带。

图2.2 安全帽的构成

2.2.2安全帽的主要分类

安全帽产品按用途分有一般作业类（Y类）安全帽和特殊作业类（T类）安全帽两大类，其中T类中又分成五类：T1类适用于有火源的作业场所；T2类适用于井下、隧道、地下工程、采伐等作业场所；T3类适用于易燃易爆作业场所；T4（绝缘）类适用于带电作业场所；T4（低温）类适用于低温作业场所。选用安全帽要根据所使用的行业和作业环境选购相应的产品。

适用于有火源的作业场所

一般作业类

安全帽按用途分类

适用于地下工程、采伐等作业场所

适用于易燃易爆作业场所

适用于带电作业场所

适用于低温作业场所

特殊作业类

图2.3 安全帽主要分类

2.2.3常用材料及特点

国内及国外的安全帽的使用材料主要包括：ABS材料、HDPE材料、PC材料、FRP材料等。

ABS塑料的全名为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂，即英文Acrylonitrile Butadiene Styrene的缩写，ABS 兼有三种组元的共同性能，其中丙烯腈具有高的硬度和强度、耐热性和耐腐蚀性，并具有一定的表面硬度；丁二烯具有高弹性，抗冲击性和韧性；苯乙烯具有表面高光泽性、易着色性和易加工性。ABS塑料成为一种“质坚、性韧、刚性大”的综合性能良好的热塑性塑料。ABS塑料强度高，轻便，表面硬度大，非常光滑，易清洁处理，尺寸稳定，抗蠕变性好，宜作电镀处理材料。其应用领域仍在不断扩大。ABS塑料在工业中应用极为广泛。ABS注射制品常用来制作壳体、箱体、零部件、玩具等。此材料除了在北美的小部分国家不准使用外，在我国及其他国家得到了广泛的应用。

HDPE材料高密度聚乙烯(HDPE)为白色粉末或颗粒状产品。HDPE是一种由乙烯共聚生成的热塑性聚烯烃。HDPE在1956年就已推出，由于技术原因，这种塑料在当时还没达到成熟水平。这种通用材料前景十分广阔，还在不断开发其新的用途和市场。须知塑胶原料可大分为两大类：“热塑性塑胶”及“热固性塑胶”，“热固性塑胶”是指加热到一定温度后变成固化状态，即使继续加热也无法改变其状态的一种塑料，我们应当注意高密度聚乙烯薄膜在受力情况下热变形温度较低。同时，此材料耐压强度差，我们在设计帽壳内部结构及产品壁厚时应当注意改善，否则侧压试验不合格，所以这种材料的安全帽帽檐必须要加强抗侧压设计。在欧洲、澳洲、日本及中国标准中对安全帽的测压要求相对较高，如果不注意测压的加固，质量很难通过。在亚洲的日本及韩国，HDPE材料禁止使用。

聚碳酸酯(简称PC)是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，根据酯基的结构可分为脂肪族、芳香族、脂肪族-芳香族等多种类型。其中芳香族聚碳酸酯获得了工业化生产。聚碳酸酯结构上的特殊性使其成为五大工程塑料中增长速度最快的通用工程塑料。PC材料钢硬而有韧性，阻燃性，耐磨，抗氧化性，高抗冲击性、高度的尺寸稳定性、良好的电绝缘性能和耐高温的性能。利用这些优异的性能在金属冶炼行业研发出了耐高温PC安全帽。PC材料的缺点在于其材料价格昂贵，只有在日本被使用，在其他国家很少被使用。FRP复合材料俗称玻璃钢(Fiberglass Reinforced Plastics)。由有机非金属与无机非金属按一定的比例混合后形成的高性能型材料。体积轻巧，可塑性强，不导电，机械强度高，耐腐蚀。玻璃钢复合材料是热固性树脂，也是一种有机非金属材料，包含环氧（EP）、酚醛树脂（PF）等，在生产过程中会产生大量的废弃物、边角料同时在玻璃钢安全帽使用期过后的垃圾回收很难处理，会造成环境污染，不符合绿色经济和未来的发展。因此，全世界的国家达成共识：逐渐减少这种材料的生产量。

2.2.4使用及维护管理要点