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。     

防火服热蓄积的影响因素及其测评方法

为了合理评价防火服的热蓄积,全面准确地研究防火服热防护性能,通过回顾实验室模拟低热流环境中防火服热蓄积的相关研究,分析了防火服热蓄积的产生原因以及由热蓄积引起的主要烧伤部位;总结了现阶段热蓄积的测试装置、测评方法以及热传递、热蓄积测试过程;从防火服反光带、防水层透湿性、隔热层厚度、外层织物特性、空气层厚度等服装因素以及热流量强度、热暴露时间、防火服中水分等环境因素归纳了影响热积蓄的因素;最后预测了未来防火服热蓄积的研究趋势;指出在未来的研究中,应更加全面地模拟火场特点,提高服装热蓄积性能测评方法准确性。     

防火服隔热层的生产与性能测试

介绍了防火服的结构及性能要求,选择芳纶作为原料并测试其性能,根据芳纶的特点和隔热层要求,采用针刺非织造生产线进行加工,最后对产品的性能进行了测试。结果表明：芳纶针刺非织隔热层阻燃性能好,无续燃和阴燃,能够保证消防员的人身安全;透气性和透湿性良好,消防员穿着舒适。但由于芳纶静电现象严重,加工前需要进行预处理．并且采取必要的技术措施。     

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。     

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。     

新型防护服水刺隔热层材料的性能研究

为开发性价比高的防护服隔热层材料,采用水刺工艺制备不同耐高温纤维质量配比的非织造隔热层材料,分析芳砜纶、芳纶1313、芳纶1414不同混纺比隔热层的力学、透气、热稳定、阻燃及热防护性能。结果表明:随着芳砜纶含量的增加,隔热层的阻燃、热稳定性能提高,但力学性能下降;隔热层中芳砜纶/芳纶1313/芳纶1414的质量配比为40/40/20时,性价比最高。     

智能改变厚度的隔热层

为提升消防服面料整体的热防护性能,设计织造了2种智能改变厚度的隔热层(A1和A2试样),测试其增厚率,以及光辐射和热辐射状态下的热防护性能,并与常规消防服隔热层用芳纶非织造材料(B试样)进行比较。结果表明:在250~260℃的环境下烘5 min后,A1和A2试样的增厚率分别为4.67%和9.41%,B试样则无明显增厚;A1和A2试样在近红外波段的光辐射状态下,热防护性能优于B试样;低热辐射状态下,A1和A2试样的热防护性能优于B试样。     

热防护服装测评用传感器的发展及其研究现状

为揭示热传感器的测评规律和当前相关研究的不足,通过对热传感器相关研究及历史文献的梳理和对比,分析归纳了热传感器的类别,各类热传感器的结构特征、信息采集方法、传热模拟模型、应用场景及测评特点。研究表明:铜片式传感器测试稳定性好,但其热学性能与人体皮肤有一定差异,存在低估烧伤发生的风险;皮肤模拟传感器可更为真实地模拟人体皮肤受热的热响应状态,但其应用范围受限。根据研究的发展现状可以预测,铜片式传感器的功能应用将集中在标准化测试中,皮肤模拟传感器还需要更多的技术完善,新型传感器可考虑将模拟范围扩大到皮肤内部的热性能模拟上。     

上装保温性能测试新方法

为确定服装保温性的科学测试方法,采用LD-1型服装保温仪分别在控制服装热阻和环境温度的情况下考查了服装系统的非稳态传热时间;在环境条件不变的情况下,考查了穿着方式对服装热阻的影响;在服装系统不变的情况下,研究了环境温湿度对服装热阻的影响。结果表明：非稳态传热时间会随着服装热阻的增大而延长,随着环境温度的降低而延长;在测量外套类服装时,必须内着一件标准内衣以减少“风洞效应”;并且由于服装热阻的测量值会随着环境温度的升高而增大,从而影响服装热阻测量的准确性,因此所有的测量必须在接近服装的使用环境下进行。     

消防服热防护性能检测用热传感器的研究

叙述了消防服热防护性能检测对热传感器的具体要求,对四种应用在该领域的热传感器进行了比较和分析,概述其性能和特点。     

风速与步速对服装表面空气层热阻的影响

从服装舒适性角度出发,以服装热舒适性的研究为入口,着重分析风速与步速对服装表面空气层热阻的影响,给出服装的热阻与风速及步速的关系公式。在设定的环境条件下,通过人体假人进行测试,验证公式的预测性和实用性,并找出裸态人体表面空气层热阻和着装后服装表面空气层热阻之间的差异。服装的热阻,以服装的表面为分界线,分为基本热阻与着装人体服装外表面边界空气层的热阻。实验结果表明：风速、行走速度会使服装外表面空气层的热阻减小。     

常用高温及低温防护服隔热性能的对比

高温和低温防护服是在具有较大温差的不同环境中使用的防护性服装.为此,对常用的高温和低温防护服隔热性能的异同进行研究.结果表明:高温及低温防护服均要求具有良好的隔热性能,服装中热阻较大的区段均位于胸背、臀腹、手臂和大腿部.不同类型高温及低温防护服面料、服装整体的隔热性表现出一定差异.所使用的高温防护服主要通过阻隔环境辐射热和传导热来达到热防护目的,防护的重点在于环境辐射热.低温防护服主要通过阻隔人体内热传递来达到防护的目的.面料并不是决定高温及低温防护服隔热性能的唯一因素,防护服结构设计亦会对其隔热性能产生影响.