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技術文章

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熱防護性能測試儀測試單層織物濕態熱防護性解析

更新時間：2020-12-30

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消防服是f護服裝中應用廣泛的品種之一，可保護人體免受熱的傷害。消防隊員工作的火場現場并不是一個干燥的環境，特別是當消防隊員撲滅明火時，人體大量出汗，里層服裝會吸收人體大量汗液，且消防用水也可通過服裝外表層傳遞到內層，這些水分在高溫下汽化成水蒸汽傳到人體皮膚表面，可將人體皮膚灼傷，因此研究含濕織物的熱防護性能具有現實意義。
實驗部分：
測試材料
消防服結構一般分為4層，由外層、防水透氣層、隔熱層和舒適層構成。從適宜做消防服的各層麗料中，選取1種作為實驗面料，比較不同層面料吸濕后熱防護性能的變化。
測試方法
TPP值反映了織物對熱輻射和熱對流綜合作用的熱防護能力，其值越大，表示熱f護服的熱防護性能越好；反之，越差。測試方法是將試樣水平放置在特定的熱源上面，在規定距離內，熱源以2種不同的傳熱形式——熱對流和熱輻射出現。置于試樣另一側的銅片熱流計可測量試樣背面的溫度。要求火焰與試樣直接接觸，使到達織物表面的熱流量達到84kw/m2，用試樣背面的銅片熱流計測量其升溫曲線并與Stoll標準曲線比較，得到二級燒傷所需時間t，并與暴露熱能量q相乘得到TPP值。其計算式為TPP=￡2×q式中：q為規定輻射熱流量(84kw/m2)；t：為引起二級燒傷所需要的時間，s。TPP實驗采用TPP熱防護性能測試儀，按照NFPAl976標準進行測試。
將試樣分5組，編號分別為l～5，每組試樣包括A、B、C、D4種織物，各組中每種織物均取3塊試樣，將每塊試樣分別放置在密封塑料袋中，第l組為對比組，不添加水，第2～5組試樣用噴壺均勻噴水5、10、15、20mL。將吸濕后的試樣靜置在恒溫恒濕的環境中(溫度為20℃，相對濕度為65％)調濕24h，使試樣充分吸收水分。用TPP實驗測定試樣吸濕后的TPP值，每種織物取其3次的平均值作為該組試樣的TPP值。

實驗結果：
①單層織物含水率對熱防護性能的影響，4種織物中，B織物含水率低，均在3％以下，與未吸濕前相比基本上無變化，所以B織物吸濕后的二級燒傷時間及TPP值與未吸濕前相比變化不大。這是由于B織物為聚四氟乙烯薄膜，它是一種性能*的防水透濕織物，表面基本沒有凝結水，所以含水率極低。由于舒適層阻燃棉織物D吸水性很好，所以含水率大，其次是外層織物A，吸濕性居中的是隔熱層隔熱氈C。這3層織物的吸濕性都隨著水添加量的增多而增大，并且他們的二級燒傷時間和TPP值均隨著含水率的增加而增大。單層織物的含水率與二級燒傷時間和TPP值之間的正相關性*，含水率越大，織物TPP值也越大，相應皮膚達到二級燒傷的時間也將延長，所以含水率對TPP值的影響趨勢與它對二級燒傷時間影響趨勢基本一致。
②TPP值和二級燒傷時間線性回歸模型分別以TPP值和二級燒傷時問為因變量，含水率為回歸自變量，采用SPSS軟件建立一元線性回歸模型。
TPP值與含水率的一元線性回歸模型為TPP值=10.732+0.072×含水率，二級燒傷時間與含水率的一元線性回歸模型為二級燒傷時間=5.164+0.062×含水率。
實驗結論：
單層織物含水率與二級燒傷時間及TPP值之間顯著相關，二級燒傷時間、IPP值與含水率之間存在著顯著的線性回歸關系。含水率每增加1％，二級燒傷時間延長0.062s，TPP值增加0.072kJ/cm2，二級燒傷時間和TPP值均隨含水率的增大而增大。在強輻射和對流(82.21kw/m2)聯合傳熱條件下，對于單層面料，水分有助于提高其熱防護性能，含水量越多，單層織物的熱防護性能越強，在標準環境下，含水織物的熱防護性能優于干態織物。在這種條件下，織物中的水分將迅速蒸發，輻射對流熱還來不及傳遞到面料背面，就被蒸汽帶走一部分熱量，到達人體的熱量減少，從而使單層織物熱防護性能提高。含水率越大，蒸發的水分越多，帶走的熱量越多，散熱速度加快，織物的熱防護性能進一步增強。此結論適用于含水率小于50％的情況。