灰色理论在麻织物热湿舒适性研究中的应用

利用灰色理论评价麻织物的热湿舒适性,通过测试不同规格麻织物的传热、透气、导湿和吸湿性能,用灰色关联度分析法与蚕丝织物各热湿性能指标构成的参考数列进行比较,排出了夏季服用麻织物热湿舒适性能的优劣次序,为热湿舒适性能的研究提供了理论依据。实验证明:在高湿与低湿状态下,厚度和总紧度对织物的透湿性能产生的影响是不同的;在低湿条件下,紧度产生的影响效果比厚度大,而在高湿条件下,厚度产生的影响因素占据主导地位。     

消防服用织物湿态热防护性能的测试与分析

研究消防服用织物湿态下的热防护性能.选用消防服常用的5种外层织物、1种防水透气层、1种隔热层和4种舒适层织物组合成不同试样.利用热防护性能仪测试外层、舒适层和多层织物试样不同湿态条件下的热能值(kTPP值),并根据水分的不同渗透方向,分析和比较多层织物的热防护性能.结果 表明:含水率的增加能提高各试样的kTPP值,有益于防护服热防护性能的提高;含水率对单层织物的热防护性能的影响大于多层织物;从外层方向加湿的试样,其热防护性能优于从舒适层方向加湿的试样.     

原料及结构参数对防电弧织物性能的影响

为优化防电弧织物设计,分析了3种防电弧织物的结构参数,并测试其拉伸、透气、透湿、阻燃、热稳定、热防护及电弧防护性能,探讨了结构参数对其舒适性和防护性能的影响。结果表明：原料种类对防护性能影响最显著,芳纶/阻燃腈氯纶防电弧混纺织物存在阴燃现象,芳纶质量分数越高,织物的阻燃性和热稳定性越好;对于单层 防电弧织物,随紧度增加13%,织物的热防护性能（TPP值）增加6%,电弧热防护性能值（ATPV 值）增加42%,但织物舒适性能下降,其中透气性下降63%,透湿性下降22%;双层结构可有效地提高防电弧织物的TPP和ATPV值,尤其是ATPV 值增加最为显著,ATPV 值超过单层织物的3倍,双层结构织物的舒适性指标下降很少,其中透气性能下降4%,透湿性能下降7%。     

天丝/棉交织家纺产品的热湿舒适性能研究

选择天丝/棉以不同比例交织形成的三种典型家纺产品,分别对其进行了透气性、保暖性、透湿性、芯吸性能的测试,分析了交织比例,经纬密度,紧度等结构参数对织物性能的影响,结果表明天丝纤维在热湿舒适性指标方面与天然纤维棉相当,是很好的家纺产品原料;采用天丝/棉交织织物中纱线细度,经纬密度等产品规格对织物的热湿舒适性能影响较大,其...     

消防服外层织物参数对组合面料热防护性能的影响

选择不同消防灭火服外层织物,将其与防水透气隔热层、舒适层组成的组合面料进行热防护值测试,分析消防灭火服外层织物基本参数与热防护性能之间的关系,研究消防灭火服外层织物结构、材料导热系数、热收缩率对其热防护性能的影响。结果表明：消防灭火服外层织物热防护性能与材料导热系数、遇热产生的气腔高度、表/里层经纬密度配置显著相关。在相同重量下,对热防护值要求较高的消防灭火服进行外层面料设计时,外层织物在组织结构上应采用双层结构,其表/里层经纬密度配比接近1.5∶1;在材料选用上,表层材料热收缩率应相对较大,里层材料热收缩率应较小且导热系数低。     

热防护服织物性能与综合防护能力的关系

以13种可用于热防护服外层的阻燃织物为试样,通过热辐射和热对流综合热防护性能实验测试织物的TPP值,并计算燃烧前后的质量损失。用SPSS软件研究分析单层织物燃烧前后质量损失、厚度、面密度对其综合热防护性能的影响。研究认为,织物燃烧前后质量损失对其热防护性影响不大,织物厚度、面密度与TPP值之间均有线性正相关关系,但面密度对热防护性的影响没有厚度对热防护性的影响显著。并在TPP值与厚度之间建立了一元线性回归方程。     

消防服用蓄热调温热防护材料的研究

为增加消防服用多层织物的蓄热调温功能,在保障其热防护性能前提下,引入微胶囊相变材料(MPCM)。选取3种相变温度(37、43和49℃)、2种放置位置和4种相变材料用量(分别为多层织物质量的30%、45%、60%和100%),通过缝制法制备蓄热调温热防护材料,并将其与多层织物结合制备消防服用多层织物系统。采用改进的热防护性能测试仪及皮肤模拟传感器,动态化研究不同因素对消防服用多层织物系统热防护性能的影响。结果表明：相变温度为43℃、蓄热调温热防护材料放置在隔热层与舒适层之间,多层织物系统的热防护性能最好;随着MPCM用量增加,多层织物系统的热防护性能提升,但考虑到成本及服装的热湿舒适性等因素,MPCM用量为多层织物质量的45%时最佳,此时多层织物系统的二级烧伤时间可达257.13 s,相比未添加蓄热调温热防护材料的多层织物系统热防护性能提高了148.22%。研究为开发兼具热防护性能与蓄热调温功能的高性能热防护材料提供了理论依据。     

消防服多层织物的热湿舒适性

为研究消防员防护服面料的舒适性并考察织物组合舒适性的影响因素,选取我国消防服常用的11种织物,模拟消防服层次构成,即包括外层、防水透气层和隔热舒适层,进行多层织物热阻、湿阻和总热损失的测试与分析。结果表明:选取的几种织物组合,其基本性能均符合GA 10—2014《消防员灭火防护服》标准,但热湿舒适性与美国标准仍存在一定差距;织物的热阻、湿阻和总热损失均与其面密度有一定相关性,其中织物热阻、湿阻与面密度之间存在正相关关系,总热损失与面密度之间存在负相关关系;织物组合间空气层的厚度对织物组合的热阻值影响较大;织物组合总热损失与克罗值、透湿率之间的回归模型可直接用于评价消防服多层织物的热湿舒适性。     

防紫外毛涤混纺织物的开发及其性能研究

采用原料创新将抗紫外线涤纶纤维与防缩羊毛混纺,选用不同的混纺比,设计纺纱工艺流程及主要技术参数,选用相同的纱支、不同的经纬密度及织物组织上机织造,得到了不同规格的轻薄面料.测试和分析了不同规格抗紫外线毛涤织物的紫外线防护效果,并对各类织物的热湿舒适性能进行了测试与评价.结果证明,所设计并试织的系列织物具有较好的防紫外线性能和热湿舒适性能;在保证紫外线防护系数符合要求的情况下,织物的紧度不宜过大,以使夏季织物具有较好的热湿舒适性能.     

消防服用织物的阻燃性能及其TPP值

研究了消防服用多层织物系统的阻燃性能及其TPP值。将耐高温阻燃的Nomex、Kermel和芳砜纶织物与PTFE、TPU和三维阻燃间隔织物组合,模拟消防服的层次构成,通过垂直燃烧试验测试分析外层织物的阻燃性能,通过TPP试验测试分析多层织物系统的综合热防护性能。研究得出:热防护性最好的织物组合是芳砜纶、三维阻燃间隔织物和阻燃棉布,其综合热防护性能TPP值为51.9;最适宜用于消防服的织物组合是NomexⅢA、三维阻燃间隔织物和阻燃棉布,其综合热防护性能TPP值达到50.7;将三维阻燃间隔织物用于消防服结构组成,可取得较好的整体热防护效果且可减轻消防员热负荷。     

消防服用隔热层孔型结构优化与测评

为进一步提高消防服用蜂窝织物的热防护性能,针对隔热层进行蜂窝孔型的结构优化与测评。选取当前典型的消防服各层材料,综合考虑隔热层分层和蜂窝孔型的边长、壁厚等因素,分别对直孔和斜孔设计了6种孔洞尺寸以及1种实心对照组。利用激光切割技术进行13组实验方案制备试样,并采用热防护性能测试仪进行闪火燃烧测试。实验结果表明:蜂窝分层重组可有效提高消防服用蜂窝织物系统的热防护性能;通过非参数相关样本检验,测得不同开孔方式蜂窝织物的热防护性能有着显著性差异,说明斜孔结构比直孔具有更好的热防护性。     

防火服用蜂窝夹芯结构织物的热防护性能测评

针对当前防火服普遍存在的笨重、闷热等问题,提出采用隔热耐高温、吸湿透气的蜂窝夹芯结构来改善其功能防护与热湿舒适性能。通过对蜂窝结构内在传热机制的分析,设计和制备了7种不同的蜂窝结构,选取当前典型的各层面料作为实验试样,综合考虑织物面密度、蜂窝夹芯结构种类设计了21种实验方案,并利用热防护性能测试仪对其进行热防护性能测评;进一步考察蜂窝结构的边长、壁厚、芯厚对防火服用织物热防护性能的影响规律。结果表明:蜂窝夹芯结构质轻且能满足热防护性能的要求,蜂窝结构的边长越小,壁厚越大,芯厚越大,织物的热防护性能值(TPP)越大,热防护性能越好。     

Moisture management of underwear fabrics and linings of firefighter protective clothing assemblies

Thermal comfort of firefighters is strongly dependent on moisture management of clothing layers closest to the skin. This study centers on liquid moisture and moisture vapor transfer across various types of underwear fabrics and innermost layers of the firefighter intervention jacket (linings). Importance of the underwear neighboring layer in liquid moisture and moisture vapor transfer and hence, in thermal comfort of a firefighter is underlined and discussed. Moisture management tester is employed as an efficient tool in evaluating a transfer of liquid moisture not only through individual underwear fabric but also through bi-layers underwear lining. Moisture vapor transfer properties of mono- and bi-layer fabrics were investigated by evaporative dish method. The results show that moisture management performances of tested mono- and bi-layer fabrics are related to their composition and the general physical properties. Composition of both underwear and lining has a crucial impact on liquid moisture transfer through bi-layers. Transfer of moisture vapor is mainly governed by fabric physical properties. Combination of natural and synthetic fibers results in best performing fabrics with regard to the moisture management.     

基于灰色关联模型的针织物热湿舒适性分析与预测

为了实现对针织物热湿舒适性能的预测,对7种针织物进行物理性能测试,对影响针织物热湿舒适性的因素进行了灰色关联度分析,得出对热湿舒适性影响显著的针织物性能指标主要为瞬间冷暖感、导热系数、透湿量、厚度;在此基础上,运用灰色预测方法建立了针织物热湿舒适性与针织物测试性能指标之间的灰色关联模型,从而在得知针织物的瞬间冷暖感、导热系数、透湿量、厚度的情况下实现对针织物热湿舒适性的预测分析。     

石墨烯气凝胶复合防火织物的热防护性能

为进一步提高热防护服的综合性能,使其满足高防护性兼具低热蓄积的需求,利用改进的Hummers法制备了一种密度小、导热率低、隔热效果好的石墨烯气凝胶材料,并研发复合防火织物系统,在低辐射热环境下探讨不同厚度的石墨烯气凝胶的隔热效果。结果表明:加入石墨烯气凝胶的复合防火织物具有较好的热防护性能,可将人体产生热损伤的时间延长约203%,将人体产生二度烧伤的防护时间延长约218%,防火织物的防护性能与石墨烯气凝胶的厚度呈非线性关系;石墨烯气凝胶复合防火织物的平均透湿率保持在10.4 g/(m²·24 h),与复合防火织物的透湿性没有显著差异,石墨烯气凝胶的加入不影响防火织物整体的透湿性。     

热防护服蓄热防护与放热危害双重特性的研究进展

为全面评价热防护服在热暴露阶段的蓄热防护作用以及在冷却阶段因蓄热释放对人体造成的热危害效应,介绍了防护服热蓄积产生的原因,阐述了现阶段防护服热蓄积的测试方法以及数值模拟研究现状;从服装因素、环境因素以及人体因素3个方面归纳了防护服在热暴露阶段蓄热特性的影响因素;并总结了织物基本物理性能、空气层配置、织物水分、织物受压等因素对冷却阶段防护织物放热危害特性的影响。最后提出：在未来的研究中应针对多元化的热灾害环境以及冷却环境开展热防护服蓄放热双重特性的基础研究,并基于热防护服蓄放热双重效应探究其最优的配伍设计。     

热防护服用织物蜂窝夹芯结构的辐射热性能测评

为改善当前热防护服普遍存在的笨重、闷热问题,针对隔热层进行蜂窝结构设计,并对整体热防护服用织物进行辐射热性能的测评。选取当前典型的热防护服用面料,综合考虑外层材料、蜂窝芯厚、边长、壁厚等影响因素,采用正交试验方法设计了32种试验方案,通过激光切割技术进行试样制备,并利用辐射热防护性能测试仪进行测评。实验结果表明:蜂窝夹芯结构可以明显减轻隔热层的质量;外层织物为PBI^?matrix的试样比Nomex^?IIIA试样具有更好的辐射热防护性能。同时,根据极差分析得出:影响蜂窝夹芯结构的辐射热性能的因素主要是蜂窝芯厚,其次是壁厚,影响最小的是边长;且芯厚越大,边长越小,壁厚越大,蜂窝夹芯层的辐射热防护性能越好。     

Evaluation and improvement of thermo-physiological comfort properties of firefighters’ protective clothing containing super absorbent materials

In this research, super absorbent materials were incorporated into the internal layer of the firefighters’ protective clothing with the aim of increasing absorption of sweat to improve the thermo-physiological comfort properties. The performance properties were evaluated following the standard test methods (ISO 6942:2002 and ISO 9151: 1995(E)) and the thermo-physiological comfort-related properties were evaluated by measuring the transport properties such as air permeability, water sorption and evaporation, thermal resistance and water vapour resistance of the fabric assemblies with super absorbent materials. The results indicated that it is possible to improve the comfort properties of the protective clothing by the incorporation of super absorbent materials into the internal layer. The use of super absorbent materials is likely to help in the absorption of sweat in higher amount and keeping the skin and internal microclimate dry, which in turn improves the comfort level. The performance properties of all the combinations satisfied the requirements for firefighter’s clothing as mentioned in AS/NZS 4967-2009.