消防服材料熱舒適性與熱防護(hù)性的研究.pdf

1、本文針對(duì)NFPA1971《建筑滅火中消防員的全套裝備標(biāo)準(zhǔn)》中評(píng)價(jià)消防服熱舒適性的指標(biāo)THL和評(píng)價(jià)熱防護(hù)性的指標(biāo)TPP，來(lái)研究消防服材料的熱舒適性與熱防護(hù)性。通過(guò)對(duì)消防服材料單層織物的測(cè)試，分別得出THL和TPP值與材料本身的物理性能之間的關(guān)系。同時(shí)對(duì)于這對(duì)看似矛盾的兩個(gè)指標(biāo)之間的關(guān)系，本文采取了多層面料正交試驗(yàn)的方案，來(lái)選取出能夠綜合平衡兩個(gè)指標(biāo)的最優(yōu)組分。在正交試驗(yàn)結(jié)果的分析中，結(jié)合材料自身的物理性能對(duì)于其THL值和TPP值做出合理的

2、解釋，進(jìn)而可以為之后科學(xué)的有目的的選取面料提供理論依據(jù)。
　　 在單層面料THL測(cè)試試驗(yàn)中，主要討論了面料的成分、結(jié)構(gòu)以及其厚度透氣性等基本物理指標(biāo)對(duì)于THL值的影響。測(cè)試結(jié)果表明，面料的厚度對(duì)THL值具有很大影響，面料的THL隨著面料的厚度增加而顯著減小。對(duì)于同樣厚度的面料，其本身的成分與結(jié)構(gòu)也大大地影響著THL值。天然類纖維由于其透濕性較好所以也具有高于化纖材料的THL值。而面料的透氣性越好，其THL值也顯著的提高。在多層T

3、HL測(cè)試試驗(yàn)中通過(guò)極差分析和方差分析主要得出的是各層面料對(duì)于整體THL值的影響程度。結(jié)果表明，極差值分別為R3>RI>R2，說(shuō)明在消防服整體中內(nèi)層面料的變化對(duì)于其THL值的影響程度最大。
　　 在單層面料TPP測(cè)試試驗(yàn)中，主要分析單外層面料的TPP值情況。結(jié)果表明，面料的成分很大程度上影響TPP值。采用芳綸1313纖維制成的面料其熱防護(hù)性優(yōu)異。但是普通芳綸面料由于沒(méi)有添加芳綸1414纖維，其強(qiáng)力無(wú)法得到保證，在強(qiáng)熱流的沖擊下面料

4、發(fā)生收縮破裂，進(jìn)而失去防護(hù)能力。單外層面料的防護(hù)性與其克重也是有直接的關(guān)系的，克重越大的面料也具有更高的TPP值。在多層面料TPP測(cè)試試驗(yàn)中通過(guò)極差分析和方差分析主要得出的是各層面料對(duì)于整體TPP值的影響程度。結(jié)果表明，級(jí)差值分別為R2>R1>R3，說(shuō)明在消防服整體中中間層面料的變化對(duì)于其TPP值的影響程度最大。
　　 通過(guò)對(duì)正交試驗(yàn)16組組分的對(duì)比分析可以看出，TPP值處于平均水平以上的各個(gè)組分，其外層面料主要集中為但外層面料

5、TPP值較高的A4。中間層面料主要為B3和B4。由于厚度較厚，中間層采用如B3的氈類結(jié)構(gòu)可以很好的提高材料整體的熱防護(hù)性能，B4致密的機(jī)織結(jié)構(gòu)也可以作為外層面料的增強(qiáng)而阻擋外界熱流量進(jìn)入；而內(nèi)層面料的分布比較平均，在這個(gè)水平以上的四種材料影響趨勢(shì)不明顯，這也與正交結(jié)果中內(nèi)層面料對(duì)TPP值影響程度最小相符合；而對(duì)于THL值處于平均水平以上的各個(gè)組分，其外層面料主要集中為A3。A3層在單層面料THL測(cè)試中由于其厚度的明顯較低，所表現(xiàn)出了較好

6、的熱舒適性能：中間層面料主要集中于B3和B4兩種之上。對(duì)于這兩種面料在單層測(cè)試中并不是表現(xiàn)最好的兩組，但是由于根據(jù)正交試驗(yàn)的結(jié)果中間層面料的差異并沒(méi)有很大程度的影響，所以他們的組合也可以表現(xiàn)出很好的THL值；而對(duì)于內(nèi)層面料其主要分布在C2上。由于內(nèi)層氈結(jié)構(gòu)的面料厚度比機(jī)織面料要大出很多，所以對(duì)于THL值來(lái)說(shuō)，內(nèi)層面料的影響非常大，而C2較薄故出現(xiàn)較好的熱舒適性，同樣的C4面料在Z10中也表現(xiàn)出了非常高的THL值。
　　 通過(guò)對(duì)正

7、交試驗(yàn)組分所表現(xiàn)出來(lái)的情況所進(jìn)行的合理分析，本文得到消防服材料分層討論的最優(yōu)化設(shè)計(jì)。外層面料首先要具有很高的熱防護(hù)性能，這是作為阻燃層最主要的目的。在成分選定后，外層面料需要較大的克重以保重足夠的有效阻燃成分。特別是在織造工藝上，要做到紗線光潔毛羽較少，這不僅可以增強(qiáng)熱防護(hù)性能還能通過(guò)增大透氣性而提高THL值；在中間層的選擇上，選擇氈質(zhì)結(jié)構(gòu)的基布，既能夠幫助內(nèi)層面料分擔(dān)隔熱的性能，從而解放出內(nèi)層面料的厚度和克重，達(dá)到減輕服裝整體克重和厚