阻燃织物热湿舒适性及热防护性能研究

摘要

阻燃织物是现代社会安全必需品之一，尤其在消防服领域，为消防人员生命安全、顺利完成消防作业提供了保障。阻燃织物可以阻碍外界热量向人体传递、减少皮肤烧伤，但在发挥防护作用的同时，织物系统也会阻挡人体内部热量向外界散失，从而导致人体热应激的出现。此外，在热暴露过程中织物系统本身会蓄积大量的热量，而在热暴露结束后，织物中的蓄热将会成为二次热源，继续向人体释放，从而引起更严重的皮肤烧伤。因此，在对阻燃织物进行研究时，一方面需要对考虑蓄热作用后的热防护性能进行探讨，另一方面需要对其热湿舒适性和热防护性能的综合表现进行评价。
　　本文通过使用出汗热平板仪及织物储存热测试装置，对8组织物系统在5种空气层厚度下的热湿阻、总散热量（THL）以及是否考虑热蓄积条件下的热防护时间进行测定。在此基础上研究了织物系统热湿舒适及热防护性能的相关影响因素，探讨了空气层对织物系统热湿舒适性及热防护性能的影响；此外，还对热蓄积指数的影响因素进行了分析；最后结合织物系统热湿舒适性及热防护性，对织物系统的综合性能进行了分析和评价。
　　以THL值作为织物系统热湿舒适性能评价指标，结合织物系统热湿阻，对各空气层厚度下织物系统热湿舒适性进行分析。对织物系统基本物理性能及其THL进行相关性分析，结果显示无空气层条件下，织物系统克重、厚度对其THL影响显著，织物系统克重厚度越大，其THL值越小，热湿舒适性越差。但随着空气层厚度的增加，空气层逐渐成为影响织物系统热湿舒适性最关键的因素，织物系统THL随空气层厚度的增加而逐渐下降，但下降速率逐渐减小。
　　对比分析织物系统在有无考虑热蓄积时的热防护时间差异性，并引用热蓄积指数这一概念，对影响织物系统热蓄积能力的相关因素进行研究，分析考虑热蓄积后织物系统的热防护性能随空气层变化的趋势以及影响织物系统热防护时间的因素。结果表明考虑热蓄积后，织物系统的热防护时间较不考虑热蓄积时显著下降；不考虑热蓄积时，织物系统克重、厚度与其热防护时间正相关，而考虑热蓄积后表现为负相关；织物系统的热蓄积能力与其基本物理性能显著正相关，热暴露时间以及空气层厚度同样会对织物系统热蓄积能力产生影响，空气层为6mm和9mm时，热蓄积对织物系统热防护时间测定的影响最大；考虑热蓄积后的热防护时间随空气层厚度增加而增长，在空气层厚度为12mm时增长显著。
　　结合织物系统热湿舒适性指标THL及考虑蓄热后的热防护性能指标TY对织物系统综合性能进行相关研究。对比研究热蓄积对织物系统性能关系的影响，分析各空气层下织物系统两者性能的相关性，并对织物系统在不同空气层下热湿舒适性及热防护性能变化趋势进行分析。为对织物系统的综合性能进行研究，引进了经济学中的密切值法对织物系统的热湿舒适性能和防护性能进行综合评价。结果显示织物系统在不考虑热蓄积时，其热湿舒适性及热防护性呈负相关关系，热蓄积的考虑使两者性能之间相关性不明显，随空气层厚度的变化，织物系统热湿舒适性及热防护性能之间的关系也在发生变化；密切值法将织物系统热湿舒适性及热防护性结合到一个指标中，对于织物性能综合评价有很好的参考借鉴作用。
　　综上所述，织物系统基本物理性能对其热湿舒适性及热防护性能均具有一定的影响，热蓄积的考虑与否会影响到织物系统基本性能对热防护性能的影响作用、织物热防护性能水平以及织物系统性能之间关系，空气层在降低织物系统热湿舒适性的同时能够提高织物系统热防护性，不同空气层厚度下织物系统的热蓄积能力不同、性能之间关系不同。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

1 绪论

1.1 研究背景

1.2 研究目的及意义

1.3 研究内容及方法

1.4 技术路线

2 相关理论及研究

2.1 热湿舒适性能

2.2 热防护性能

2.3 热蓄积

2.4 空气层相关研究及进展

2.5 文献总结与课题思路

3 实验方案设计

3.1 实验面料样本

3.2 实验设计思路

3.3 基本物理指标测定

3.4 热湿舒适性能测定

3.5 热防护性能测定

4 多层织物系统热湿舒适性研究

4.1 多层织物系统的隔热性能

4.2 多层织物系统的湿传递性能

4.3 多层织物系统的热湿舒适性能

4.4 本章小结

5 热蓄积及热防护性能研究

5.1 热蓄积对热防护性能影响

5.2 热蓄积指数的影响因素

5.3 空气层对热防护性的影响研究

5.4 本章小结

6 多层织物系统热湿舒适性与热防护性的关系

6.1 热蓄积对两者关系的影响

6.2 空气层对两者关系的影响

6.3 多层织物系统两种性能的综合评价研究

6.4 本章小结

7 结论与展望

7.1 结论

7.2 不足与展望

参考文献

攻读学位期间发表论文

致谢