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。     

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。     

消防服外层用阻燃织物的防护性能探讨

对消防服外层用Nomex~111A面料、PI面料、PI/Kevla~混纺面料及PBI/Kevlar混纺面料等的阻燃性能和热防护性能进行测试,并就它们在极限氧指数、垂直燃烧、高温燃烧及热防护性能测试中的测试值进行对比,分析这些面料用于消防服外层的优势与缺陷。     

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。     

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。     

光湿作用对消防服用多层织物热防护性能的影响

为研究消防服用多层织物在受到光照、水分两种环境因素共同作用时,其热防护性能的变化,选取国内常用的4种消防服用面料进行多层织物组合,测试其在进行不同时长光照处理和不同程度润湿处理下的TPP值,采用Origin和SPSS软件对测试数据进行分析.结果表明:光照会降低多层织物的热防护性能,润湿量则会提高其热防护性能.经过相同时...     

气凝胶材料在消防服中的应用研究进展

为了促进气凝胶材料在消防服领域的应用,提升消防服的综合服用性能,从而推动新型消防服的开发,评估了近年来气凝胶材料应用于消防服的优缺点.分析了气凝胶材料的热学性能,包括隔热性能和热稳定性;从作为涂层材料和直接嵌入多层织物系统2个方面,综述了其在消防服中的应用及研究现状,分析了气凝胶型消防服热防护性能和热湿舒适性能的优劣....     

野外消防服用织物的热辐射防护性能和传递性能的研究

1　引　言　　在野外消防服的研究与发展中 ,增强热防护性能与减小新陈代谢热负荷总是互相矛盾的 ,这两种因素都可能会对消防人员造成伤害或是影响到其健康。良好的热防护可通过穿用多层或厚重的服装来获得 ,但是会降低热湿传递性能而造成过大的生理热负荷 ,影响工作效率。加利福尼亚森林与消防局目前就规定在消防中穿用两层的服装 ,因为过多层数的服装虽然会提供额外的热防护 ,但是却会使消防人员在工作中需要更频繁、更长时间的休息来消除疲劳和自身所产生的生理热负荷 ,从而会降低效率。为了保持舒适 ,人体的温度必须保持在一个较窄的范…     

低辐射热条件下附加相变材料织物的蓄放热双重特性

为探究相变调温热防护服在热暴露阶段与冷却阶段的蓄热防护与放热危害双重特性,使用相变温度为 28 ℃ 的微胶囊制备了用于多层热防护织物系统的涂层织物。利用模拟低辐射热条件下的织物热蓄积性能测试仪,探究了4种不同的空气层厚度及2种不同的热源强度对于附加相变材料织物系统蓄放热特性的影响,并考察了在自然放热与加压强制放热状态下织物系统放热特性的差异。实验结果表明:在热暴露阶段,空气层与相变材料的共同作用对于降低皮肤得热具有更加积极的作用;在蓄热自然释放状态下,相变涂层织物能够降低织物系统对皮肤的放热;然而在蓄热加压释放状态下,相变材料的使用反而显著提升了皮肤得热,尤其当空气层厚度较大时,相变涂层织物系统的皮肤得热量较未加压状态下提升了129%。     

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。     

消防服的研究进展浅析

介绍了消防服的性能要求、消防服用高性能材料、消防服结构、消防服性能评价标准与方法,总结了现存问题并提出未来研究方向.     

阻燃服织物多层组合综合性能研究

通过多因素分析法对影响多层织物组合系统热防护性能的因素进行了实验测试分析,并进行了相关性分析。实验表明:多层织物组合系统整体的热防护性能与多层织物组合的厚度、面密度及透气率等存在着明显的相关性,而与其质量损失率之间相关性不明显。利用极差分析针对各层组分织物对多层织物组合系统整体的热防护性能、隔热性能、透湿及透气性能影响的主次顺序进行了分析。结果表明:隔热层织物对多层织物组合系统的整体热防护性能、隔热性能及透气性能都起着较大的影响,而外层与防水透气层织物的影响相对较小;防水透气层织物对多层织物组合系统的整体透湿性能起着关键的作用,而隔热层与外层织物的影响较小。     

火灾环境下防水透气层对消防服热湿防护性能的影响

为评价防水透气层织物对消防服热湿防护性能的影响,采用新研发的热防护性能测评装置,在干态与湿态2种热暴露条件下,测量不同防水透气层织物系统的热防护性能,分析防水透气层织物的基本参数与其热防护性能之间的关系。结果表明:在干态热暴露条件下,防水透气层织物厚度与面密度的增加能显著提高织物系统的热防护性能;在湿态热暴露条件下,含有防水透气层的织物系统能明显提高织物的热湿防护性能,其主要的影响因素是织物的回潮率与透气性。另外,在湿态条件下的总传递热量主要通过高温蒸汽的相变来传递热量,防护的重点在于蒸汽的渗透与吸收。     

消防服用芳纶隔热层面料的热防护性能研究

热防护系数是评价消防服热防护性能的关键指标。通过试验研究洗涤前后芳纶1313针刺毡、芳纶1414针刺毡、芳纶1414缝编复合毡及相关组合织物的热防护性能,结果表明:在面密度相同的条件下,芳纶1414针刺毡的热防护性能优于芳纶1313针刺毡;同一样品洗涤后试样的热防护系数均大于洗涤前;芳纶1414缝编复合毡不仅具有优异的力学性能,而且热防护性能优良,是理想的消防服隔热层面料。     

消防服用外层织物的热防护性能研究

对消防服外层织物用间位芳纶Nomex和New Star的织物、芳砜纶Tanlon织物、阻燃棉织物及聚苯并咪唑(PBI)纤维与对位芳纶Kevlar混纺织物的热防护性能进行了比较研究。实验结果显示Nomex织物具有较高的热防护性能(TPP),Tanlon及间位芳纶New Star织物热防护性能接近Nomex织物,三者无显著差异。热防护性能较差的阻燃棉织物在TPP实验中的质量损失率大。上述各类织物的热防护性能随着其面密度及厚度的增加而提高。     

光热复合老化对消防服用织物性能的影响

选择常用的消防服用织物进行光热复合老化试验,测试织物的表面色差、物理力学性能和热防护性能(TPP值)。结果表明:光、热单独作用及复合作用过程中,织物表面色差呈增大趋势,热老化对织物颜色的影响显著(P0.01);光、热的交互作用对织物的面密度影响最显著(P=0.039);撕破强力和断裂强力保持率随着光照时间和热辐射时间的增加而减小,其中,光、热先后作用30 min复合老化后,织物的纬向撕破强力低于标准值100 N;光、热单独作用对织物强力保持率影响显著(P0.05),而光、热交互作用对撕破强力保持率影响显著(P0.05);外层织物的TPP值随着光照时间及热辐射时间的增加而增大,其中,光、热先后老化30min时,PBI织物的热防护性能最好,光、热交互作用对外层和组合织物的TPP值均有显著影响(P=0)。     

消防服衣下空气层的作用与测定方法研究进展

为探究消防服衣下空气层对消防服热防护性能的影响,从衣下空气层的厚度与位置、影响因素以及测量方法 3个方面综述了消防服衣下空气层研究的发展过程及最新进展,分析了现有研究中存在的问题。研究表明:衣下空气层的厚度和位置影响衣下热传递机制,从而影响消防服的热防护性能;织物的硬挺度和悬垂性、服装的合体度以及人体动作影响消防服衣下空气层的分布;目前主要使用三维人体扫描技术获取燃烧假人裸体及着装状态下的三维图像,使用图像处理软件计算衣下空气层厚度。基于当前消防服衣下空气层的研究现状认为,未来研究需深入分析衣下空气层的作用机制,建立多层消防服衣下空气层的测量方法,提高衣下空气层的测量精度。     

消防服新材料及测试方法研究进展

近年来火灾、爆炸等事故频发,消防人员的安全也愈加受到人们的重视,而消防服是保障消防员安全的重要装备。本文论述了材料和测试方法的发展概况,重点说明了相变材料及气凝胶在消防服中应用的可行性及燃烧假人在消防服整体性能测试方面的应用,最后指出了消防服未来的发展方向。     

聚酰亚胺与其他常用消防服阻燃材料的性能对比

为探究聚酰亚胺用于消防服阻燃面料的可行性,分别对聚酰亚胺和芳纶1313、芳纶1414及PBI纤维和面料进行力学性能、燃烧性能、热稳定性能、耐候性能及热防护性能测试,并将这些性能应用灰度聚类分析进行横向比较,表明:聚酰亚胺纤维的拉伸性能较好,阻燃及热稳定性能远超其他3种纤维,耐紫外线及低温性较好,但耐高温蒸汽性有所欠缺;聚酰亚胺织物断裂强度、撕裂强度较大,阻燃及热防护性能较其他阻燃织物也有显著优势,用于消防服面料能提供优异的热防护性能及力学防护性能,同时有较好的尺寸稳定性和舒适性。