氣凝膠運(yùn)用于消防服隔熱性能測試及合成研究.pdf

1、消防戰(zhàn)斗服（以下簡稱消防服）肩負(fù)著保護(hù)消防員遠(yuǎn)離外界火焰、熱輻射傷害等的重任，現(xiàn)今主要通過增加消防服隔熱氈的厚度來滿足阻燃隔熱性能指標(biāo)的要求。然而過于厚重的服裝會限制人員的肢體活動靈活性，甚至降低救援效率，因此亟須優(yōu)選輕質(zhì)高效隔熱材料來滿足服裝隔熱性和舒適性的要求。世界上最輕的固體-氣凝膠導(dǎo)熱系數(shù)極低，在常溫常壓空氣中可低至0.02W/(m·K)。氣凝膠得天獨(dú)厚的納米孔隙結(jié)構(gòu)、極低熱導(dǎo)率和低密度的優(yōu)良特性助其成為了應(yīng)用前景廣泛的超級隔熱

2、材料。
　　 本文擬考慮測試氣凝膠替代消防服原有隔熱氈的隔熱性能，采用市售的氣凝膠氈作為測試材料，并分別改變氣凝膠氈厚度、層數(shù)和添加位置與原有消防服織物隔熱性能對比，探索氣凝膠運(yùn)用于消防服裝的可行性，隔熱測試結(jié)果可為后續(xù)氣凝膠合成實(shí)驗(yàn)提供指導(dǎo)。由于市售的氣凝膠氈掉粉嚴(yán)重，且過于厚重，不利于直接運(yùn)用于消防服裝上，本文擬自行合成氣凝膠多孔隔熱材料并對其改性研究，探索將改性后的氣凝膠材料與消防服織物結(jié)合，旨在提高消防服整體熱防護(hù)性能及

3、穿著舒適性。
　　 通過測試低輻射環(huán)境下不同厚度氣凝膠氈及其組合方式的隔熱性能，與現(xiàn)有消防服織物進(jìn)行對比研究，得出結(jié)論如下:(1)對持續(xù)暴露于低輻射強(qiáng)度13min的消防服織物，運(yùn)用氣凝膠氈替代原有隔熱氈對延緩其舒適層內(nèi)側(cè)溫度上升有一定效果。(2)針對3 mm和6 mm兩種不同厚度的氣凝膠氈，在單層氣凝膠氈的情況下，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明加入6 mm氣凝膠氈對延緩舒適層內(nèi)側(cè)溫升效果最優(yōu)。(3)氣凝膠總厚度相同，層數(shù)不同時，單層隔熱效果優(yōu)于疊

4、加多層，如單層6 mm優(yōu)于雙層3 mm氣凝膠隔熱效果。(4)針對同一厚度單層氣凝膠氈，將其置于織物內(nèi)第二層位置對延緩舒適層內(nèi)側(cè)溫升效果優(yōu)于第三層。(5)對于厚度為3 mm的氣凝膠氈，當(dāng)氣凝膠氈層數(shù)大于等于1后，增加氣凝膠氈層數(shù)與延緩舒適層內(nèi)側(cè)溫升效果不成正比，且成效甚微。
　　 本文SiO2氣凝膠合成以甲基三甲氧基硅烷為前驅(qū)體，乙醇為溶劑，鹽酸和氨水分別為水解、縮聚過程催化劑，經(jīng)老化及常壓干燥制得試管狀、餅狀疏水性氣凝膠，且制得