消防服材料熱舒適性與熱防護性的研究.pdf

1、本文針對NFPA1971《建筑滅火中消防員的全套裝備標準》中評價消防服熱舒適性的指標THL和評價熱防護性的指標TPP，來研究消防服材料的熱舒適性與熱防護性。通過對消防服材料單層織物的測試，分別得出THL和TPP值與材料本身的物理性能之間的關系。同時對于這對看似矛盾的兩個指標之間的關系，本文采取了多層面料正交試驗的方案，來選取出能夠綜合平衡兩個指標的最優(yōu)組分。在正交試驗結果的分析中，結合材料自身的物理性能對于其THL值和TPP值做出合理的

2、解釋，進而可以為之后科學的有目的的選取面料提供理論依據(jù)。
　　 在單層面料THL測試試驗中，主要討論了面料的成分、結構以及其厚度透氣性等基本物理指標對于THL值的影響。測試結果表明，面料的厚度對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。對于同樣厚度的面料，其本身的成分與結構也大大地影響著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測試試驗中通過極差分析和方差分析主要得出的是各層面料對于整體THL值的影響程度。結果表明，極差值分別為R3>RI>R2，說明在消防服整體中內層面料的變化對于其THL值的影響程度最大。
　　 在單層面料TPP測試試驗中，主要分析單外層面料的TPP值情況。結果表明，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性優(yōu)異。但是普通芳綸面料由于沒有添加芳綸1414纖維，其強力無法得到保證，在強熱流的沖擊下面料

4、發(fā)生收縮破裂，進而失去防護能力。單外層面料的防護性與其克重也是有直接的關系的，克重越大的面料也具有更高的TPP值。在多層面料TPP測試試驗中通過極差分析和方差分析主要得出的是各層面料對于整體TPP值的影響程度。結果表明，級差值分別為R2>R1>R3，說明在消防服整體中中間層面料的變化對于其TPP值的影響程度最大。
　　 通過對正交試驗16組組分的對比分析可以看出，TPP值處于平均水平以上的各個組分，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的氈類結構可以很好的提高材料整體的熱防護性能，B4致密的機織結構也可以作為外層面料的增強而阻擋外界熱流量進入；而內層面料的分布比較平均，在這個水平以上的四種材料影響趨勢不明顯，這也與正交結果中內層面料對TPP值影響程度最小相符合；而對于THL值處于平均水平以上的各個組分，其外層面料主要集中為A3。A3層在單層面料THL測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。對于這兩種面料在單層測試中并不是表現(xiàn)最好的兩組，但是由于根據(jù)正交試驗的結果中間層面料的差異并沒有很大程度的影響，所以他們的組合也可以表現(xiàn)出很好的THL值；而對于內層面料其主要分布在C2上。由于內層氈結構的面料厚度比機織面料要大出很多，所以對于THL值來說，內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。
　　 通過對正

7、交試驗組分所表現(xiàn)出來的情況所進行的合理分析，本文得到消防服材料分層討論的最優(yōu)化設計。外層面料首先要具有很高的熱防護性能，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，這不僅可以增強熱防護性能還能通過增大透氣性而提高THL值；在中間層的選擇上，選擇氈質結構的基布，既能夠幫助內層面料分擔隔熱的性能，從而解放出內層面料的厚度和克重，達到減輕服裝整體克重和厚