吸湿性纤维热重干燥特性及动力学研究

为研究吸湿性纤维的干燥特性及动力学反应机理,采用非等温热重法对粘胶纤维在30—200℃温度区间范围内的干燥特性进行实验研究,利用等转化率KAS及FWO方法求解干燥过程表观活化能,并借助于固体热解的积分主曲线法(IMP)探讨纤维干燥动力学机制。结果表明:随着升温速率的提升,转化率α(TG)曲线及水分比MR曲线均向高温侧偏移;KAS和FWO方法计算所得的表观活化能值E_a值较为接近,且随转化率α升高而呈现单调性增高;通过最概然机理函数分析发现当干燥过程转化率大于0.5时,干燥过程以直接吸附水分的蒸发为主,更接近于物理化学反应,可由随机成核与随机生长A6机制描述。     

消防服用织物热防护性能数值模拟

消防服用织物在纯火焰对流热作用下与纯辐射热作用下的传热机制有一定区别,表现在服装与热源之间换热边界条件上。建立纯火焰对流作用下消防服传热模型,分析火焰与服装织物外层之间的换热边界条件,运用实验法确定火焰换热系数经验式,研究衣下微气层传导对流传热特征。火焰传热系数由辐射换热系数和对流换热系数组成;火焰热流密度为84kW/m2时,衣下微小空气层厚度不超过9mm时其热传递以传导换热为主,空气层越厚导热系数越小;空气层厚度大于9mm时其热传递以对流换热为主,空气层越厚传热系数越大。     

基于辐射衰减特征的隔热防护织物有效导热系数简化模型

高温下辐射传热对织物热传递过程贡献显著,为此,介绍火灾高温环境下的耐高温防护织物的内部传热特点,进而提出高温下织物有效导热系数数值传热模型.针对火灾等高温环境下耐高温防护织物内部热辐射渗透衰减问题进行分析,应用有限差分法对隔热防护织物的有效导热系数模型进行数值分析.通过数值求解传热方程,计算出织物的稳态有效导热系数,且...     

P84纤维/涤纶针刺非织造材料的阻燃和热舒适性能

聚酰亚胺针刺或水刺非织造布因结构蓬松具有很好的隔热性能和阻燃性,常被用做防火服的隔热层材料。将P84纤维与涤纶以不同比例制成针刺非织造布,测试了非织造布的阻燃性、保暖性、透湿性和透气性。试验结果表明:在厚度基本相同的情况下,随着P84纤维的增加,非织造布的阻燃性、保暖性变好,透气性、透湿性变差;经各项综合性能分析,P84纤维在非织造布中的质量分数占60%~70%为最佳。     

阻燃织物的辐射热防护性能研究

介绍织物的辐射热防护性能 RPP 测试原理。选用 25 种阻燃面料进行测试,分析辐射热源强度与阻燃织物 RPP 值 的关系。借助于 SEM 测试对受热实验后织物微观变化进行表 征,分析实验现象及实验后织物的宏观变化。结果表明：在热流密 度较低的情况下,影响织物辐射热防护性能的主要因素是织物物 理结构参数;本征型阻燃织物的 RPP 值随着热流密度的增加而 减小,非本征型阻燃织物的 RPP 值随着热流密度的增加出现减 小、增加交替现象。热流密度增大时,烧伤时间减小的幅度大于辐 射热流密度增加的幅度,RPP 值总体上呈减小趋势。RPP 值不 宜作为评价织物在宽分布辐射热流量下的辐射热防护性能的唯一 指标。随着辐射热源强度的增加,本征型阻燃织物外观几乎没有 变化,而后整理织物和混纺织物炭化分解逐渐加深。     

对位芳纶和阻燃粘胶纤维的热解及燃烧作用

使用微尺度热重仪TG 及微型量热燃烧仪MCC 分析了芳纶1414、阻燃粘胶纤维及其混合材料的热解及燃烧特性,考察了共热解、燃烧过程的协效作用。结果表明：TG 共热解过程主要分为阻燃粘胶纤维第一阶段热解及芳纶1414 纤维的第二阶段热解,随着阻燃粘胶含量提高,混合致第一阶段初始热分解温度逐渐前移、第二阶段初始热分解温度逐渐后移。MCC 的HRR 实验值与计算值之差提示芳纶/粘胶为50/50、35/65、25/75 三种混合比纤维材料在pHRR1 谱峰区域有一定的热解负协同效应,在pHRR2 谱峰区域五种混合比材料均有热解协同正效应,而其中又以芳纶/粘胶为35/65 的热解协同效应程度最弱;进一步通过均方根RMS 及氧指数LOI 预测计算论证了所有混合比材料中,芳纶/粘胶为35/65 时具有较弱的热解协同效应,从阻燃角度考虑更适合应用于阻燃防护服混纺织物。     

应急热防护织物有效导热系数分形模型

运用分形理论对应急热防护织物的内部微结构进行分析研究,结果表明分形维数与纤维体积分数是影响热防护织物传热的2个重要参数。根据等效热阻法建立预测高温下热防护织物有效导热系数的分形模型,求出基于分形理论的热防护织物的有效导热系数表达式,所得理论结果与实验值保持良好的一致性,同时合理反映出高温热辐射在织物传热中的重要作用。     

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。     

膨胀型阻燃棉织物的热降解动力学

为研究膨胀型阻燃剂对棉纤维热降解行为的影响,采用聚磷酸铵APP/三聚氰胺MEL/季戊四醇（PER）构成的复合膨胀型阻燃体系对棉织物浸轧阻燃整理。采用热失重法分析阻燃整理后棉织物在氮气氛围中不同升温速率下的热降解动力学行为。利用Kissinger、Flynn-Wall-Ozawa和Friedman 3种方法研究膨胀型阻燃棉纤维的动力学参数,并对比探讨膨胀阻燃剂加入前后棉织物的热降解行为。结果表明：APP/MEL/PER膨胀型阻燃剂的加入使棉织物的初始分解温度提前,有效地促进棉织物分解成炭,起到良好的隔热隔氧作用;提高了棉织物的活化能;Kissinger法和Flynn-Wall-Ozawa法求得的活化能值相接近,可靠度较高;但用Friedman法计算的活化能比前二者偏高。     

消防服用阻燃织物热防护性能评价及预测研究

以9种不同结构参数的消防服用阻燃织物作为研究对象,采用FPT-30A火焰防护性能测试仪测试了织物在热辐射和热对流综合作用下,织物的热防护性能TPP值和二级烧伤时间t2.根据测试结果,应用SPSS软件分析了织物的厚度δ、面密度G、透气率Q和密度ρ等参数与织物的热防护性能TPP值之间的相关性关系.研究结果显示:织物的热防护性能TPP值与织物的面密度G、厚度δ具有明显的正相关性,与透气率之间具有一定的负相关性,与织物的密度之间的相关性不明显.在上述相关性分析的基础上得出了织物的热防护性能TPP值与织物的相关参数之间的回归评价模型,并通过显著性分析验证了模型的精度.