消防服用轻质隔热薄膜的制备及性能研究

探讨消防服用轻质隔热薄膜的制备方法,并测试了其性能。采用成膜法,将气凝胶和微胶囊相变材料与多层织物有效结合。测试分析了气凝胶和微胶囊相变材料含量对薄膜热稳定性能、力学性能、透湿性能和导热系数的影响。结果表明:添加气凝胶和微胶囊相变材料后,薄膜能够耐高温分解,薄膜的力学性能和导热系数降低,透湿性能提高。认为:气凝胶和微胶囊相变材料共同作用对织物热防护性能具有一定协同增强效果,且可降低消防服质量和节约生产成本。     

消防服热防护性能的研究现状

为探究消防服的热防护性能,文章分析了阻燃耐高温纤维、阻燃整理的热防护材料、相变微胶囊涂层整理的热防护材料、纳米多孔气凝胶涂层整理的热防护材料的热防护机理及研究现状,概述了织物组织结构及织物物理参数对热防护性的影响,综述了热防护性能测试与评价体系,旨在为消防服的功能优化及研发提供参考。     

消防服热湿舒适性的评价方法

消防服的热防护性能要求其具有多层结构,但这种结构也影响了消防服的热湿舒适性。对消防服的热湿舒适性进行研究与评价有利于提高消防服的热湿舒适性。对比分析了不同地区和国家消防服标准对热湿舒适性的评估方法及性能要求,介绍了服装舒适性5级评价系统在消防服热湿舒适性测试与评价中的应用。总之,通过客观评价与主观评价方法的综合运用,可以较全面、精确地进行消防服热湿舒适性的评价,但两类评价方法仍需不断完善。     

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。     

附加相变材料的消防服多层织物性能研究

选择自然调温元素相变材料,将其与消防服隔热层复合制备调温织物,并对附加相变材料的消防服多层织物系统的热防护性能及热湿舒适性能进行了研究。结果表明:附加相变材料多层织物系统的热防护性能得到较大提高,总散热量均符合NFPA 1971标准的要求。     

消防服性能研究现状及展望

文章评述了消防服阻燃性能、隔热性能等热防护性能。总结了消防服热湿舒适性能、服用性能等舒适性能。分析、论述了热防护性能评价、热湿舒适性能评价、工效性能评价等消防服性能交互平衡评价现状,为消防服研发提供参考。     

相变材料在消防服中的应用及可行性分析

火灾作业环境下,应用于消防服系统的相变材料对高温环境温度突变具有一定的缓冲、抑制作用。本文回顾评价了国内外相变材料应用于消防服研究的现状,分别从降低热应力、提高热舒适性能及抑制温度突变、提高消防服整体热防护性能两个方面的应用进行综述分析;并对火灾环境下使用的有机石蜡类相变材料的封装方法与阻燃处理进行了总结性分析探讨。基于上述应用情况总结,论文最后出对相变材料抑制消防服内温度突变可行性的分析,并思考了将来相变材料应用于消防服装备的研究发展趋势。     

气凝胶在防护服中的应用进展

为提高防护服的综合性能,平衡功能性需求和舒适性要求之间的关系,将密度小、导热率低的气凝胶材料合理有效地应用于防护服装领域,在爆炸和火灾等高温环境中减少物理、化学等外界因素对人体造成的热损伤,降低储存热,缓解热应激。文章回顾了国内外关于气凝胶材料的相关研究文献,总结了气凝胶材料在隔热保温、防寒隔热产品和热防护服中的应用进展,重点从力学、舒适性和高温下结构稳定性等方面分析其在使用过程中存在的瓶颈和缺陷,并从气凝胶种类、材料配伍、热源、服用性能、生理舒适性、低成本等角度凝练了气凝胶在防护服中的研究方向,展望了气凝胶在防护服装应用领域中的创新发展。     

消防服外层织物热防护性与舒适性综合评价

为保证消防服具有良好的热防护性能和较好的热湿舒适性能,选取7种消防服用外层织物为研究对象,测试了织物热防护性能及舒适性能相关指标,分析了织物原料及性能参数等因素对热防护性能与舒适性能的影响,并阐述其影响规律;采用模糊综合评判的方法综合评价织物热防护性能与舒适性能。结果表明：织物的热防护性能与其原料组成、织物厚度及紧度相关,舒适性能主要与织物密度、紧度以及织物厚度、面密度有关;在测试的7 种织物中芳纶防静电防护织物的综合性能最佳,而腈纶/ 棉混纺防护织物的性能较差。     

芳纶纳米纤维气凝胶的研究进展

为推动芳纶纳米纤维气凝胶从实验室走向实际应用,系统介绍了芳纶纳米纤维气凝胶国内外研究现状。首先分析了气凝胶领域面临的主要困难,阐述了芳纶纳米纤维气凝胶开发的重要意义;随后介绍了构筑单元芳纶纳米纤维的制备方法及其流变学行为,为后续芳纶气凝胶材料的制备提供参考;最后重点综述了芳纶气凝胶纤维、芳纶气凝胶薄膜以及3D打印芳纶气凝胶的制备、性能及应用等研究现状,总结了制备过程中一系列新型溶胶-凝胶转变原理,概述了芳纶气凝胶材料性能提升的策略以及在热管理、智能防护和分离过滤等新兴领域中的应用前景。分析认为,芳纶纳米纤维气凝胶发展仍处于初期阶段,优化芳纶纳米纤维气凝胶制备技术、进一步提升其性能仍将是研究的热点与重点。     

热防护用气凝胶材料的研究进展

为了进一步强化气凝胶材料热防护性能在各个领域的应用,并且确定未来热防护用气凝胶材料的主要研究方向,本文首先简要介绍了气凝胶的定义、结构特点、性能以及隔热机制。其次对气凝胶材料的应用进行了阐述。然后将用于热防护的气凝胶根据原材料进行分类,并分别对各类气凝胶的研究现状展开论述。二氧化硅气凝胶研究时间最长且成果已经较为成熟,其他各类气凝胶的研究还有很大的进步空间,可以针对各类气凝胶材料所具备的独特的优缺点展开研究,以满足各方面的特种需求。最后提出了气凝胶材料的未来发展趋势应该集中在提高耐温上限,消除高温后材料的粉尘问题,改善其力学性能,满足隔热承重一体化防护的需求,提高作为防护服隔热材料时的防水透湿性,创新制作工艺降低成本等方面。     

防寒服用智能材料的研究进展

近年来,对外界刺激具有感知或反应能力的智能材料逐渐进入人们的视野,本文对可用于提高防寒服保暖隔热性能的智能材料进行了分类概述。首先根据提高防寒服保暖隔热性能的作用方式将防寒服用智能材料分为蓄热材料、电加热材料、形状记忆材料三大类,并从隔热保暖、防水透湿、人体安全舒适等角度分析各类智能材料在防寒服中应用的可行性与不足,之后对防寒服的智能化发展存在的问题做了总结,指出在未来的研究中应解决防寒服用智能材料的使用安全性、效能持久性等问题,为智能材料和智能防寒服的研究提供参考。     

医用防护服的构效特点及其研发趋势

为深入了解医用防护服的研究现状,从医学需求出发,分析了经“三拒一抗”功能整理的纺粘-熔喷-纺粘(SMS)复合材料防护服、微孔薄膜/非织造布复合材料防护服、闪蒸法非织造布防护服以及正压生物防护服的使用场合、设计制备技术、结构功效特点以及防护机制。研究认为:SMS复合材料的舒适性较好,微孔薄膜/非织造布复合材料的防护性较好,而闪蒸法材料的综合性能优异,在舒适性和防护性之间达到了理想的平衡状态;医用防护服关键制备技术在于高性能聚四氟乙烯膜的规模化生产以及闪蒸工艺国产化技术的突破,同时,纳米技术可为新型材料的研制提供新的思路;正压生物防护服未来的发展方向为功能通用化、监控自动化和使用信息化。     

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.     

形状记忆材料在功能防护服中的应用

为提高防护服的防护性能,平衡功能性需求和舒适性要求之间的关系,将形状记忆材料合理有效地应用于防护服装领域,从而动态地改变衣间空气层,实现防护服防护性能的动态调节。回顾了国内外形状记忆材料的相关研究,总结了现阶段形状记忆材料在功能纺织品服装中的应用现状,重点从形状记忆材料在热防护服和防寒服中的应用剖析了当前研究中的缺陷,从空气层厚度、热源、服装、形状记忆材料的数量和分布以及生理舒适性等方面凝练了形状记忆材料在防护服中的进一步应用方向,并从人体-服装-环境系统角度展望了具有形状记忆材料结构的防护服的发展趋势。     

低热辐射环境中消防服系统内热传递机制的研究进展

为有效避免低热辐射环境中消防作业人员遭受热损伤,揭示消防服系统内复杂的热交换机制并由此指导产品设计与开发,由消防服系统传热理论出发,从消防服织物基本性能和服装的款式特征、人体的形态结构与活动状态、辐射热源的特征以及热湿耦合作用4个角度对当前的研究进展进行了回顾与讨论。基于对以往研究中存在的难点和瓶颈问题的分析,提炼出未来研究中值得探索的方向,包括:非均匀空气层的分布与模拟方法的升级、非稳态人体运动和环境风形成的气流场和速度场变化规律及其与传热的关系、耦合人体热调节模型拓展服装传热机制研究的内涵3个层面。     

相变材料在热防护服上的应用研究进展

为深入了解和提高附加相变材料热防护服的热防护性能,对现阶段相变材料在热防护服中的应用、影响因素以及未来研究趋势进行综述.首先介绍了相变材料的类型和特点,阐述了相变材料基于密封袋法、纺丝法和微胶囊技术的织物后整理法在热防护服中的应用;其次回顾了附加相变材料热防护服传热模型的发展过程,重点从相变材料的类型、相变温度、添加量...     

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。