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热防护织物面料的分类及防护机理和性能测试方法

[2015-03-28 09:57]

一、类型  
根据热防护织物的应用可作如下分类:

1、热绝缘织物,在与热物体接触的工作环境下,为避免因热传导而引起烧伤、烫伤,要求织物具有良好的热绝缘性能。
2、防火织物,消防队员穿着的防护服要求用防火织物制作,因此,要求织物具有良好的耐辐射性和热绝缘性。所用织物具有阻燃性和耐收缩、耐熔融的性能。以避免身体受伤害。

3、热辐射防护织物,此类织物主要应用于高温辐射环境中,要求织物具有较强的反辐射表面,能较好地反射辐射热。一般是在织物表面涂上抛光金属膜,选用在高温下能抗熔融、抗黏附、抗软化的纤维,如芳纶、玻璃纤维和碳纤维等。
4、耐熔融抗金属飞溅的防护织物,在高炉和浇注台旁及金属加工厂铸造车间和熔炼车间的工人,接触熔融金属的温度高达650~1565℃,在这种环境下,要求织物具有抗金属飞溅,耐熔融的性能,选用的纤维应具有抗碳化、抗热收缩、抗熔融、抗热传递、阻燃等功能。


二、防护机理
1、隔热,当固体内部有温度差存在时,热量会从高温传向低温。在单位时间内通过单位面积所传递的热量与导热系数成正比,导热系数越小,则传递的热量越少。这样,在设计耐热织物时,选用导热系数小的织物即可达到热防护的目的。

2、增加织物的透气性,在高温环境下工作,热量很容易积聚在织物和身体表面的空间内,如织物的透气性不佳,则会影响热量的散发,严重时将影响穿着者的舒适性。

3、反射,根据辐射机理可知,如果某一物体的反射系数为1,则照射到物体表面的热量将全部被反射回去。利用这一机理,可以选用金属纤维或在织物表面作金属化涂层或层压,利用复合技术生产织物以提高织物表面的反射系数;


三、性能测试
热防护织物除测试强力、弹性、耐磨等指标外,更重要的是测试其耐热性。耐热性测试主要有两个方面:
1、耐高温性测试,有两种方法,一是动态燃烧测试:这是测定面料在受力状态下的耐燃性的方法。即在火源的强度和面料所承受的张力相对稳定的情况下,测定该面料破裂的短时间,由此表示该面料在受力情况下耐高温的程度。这对服装的某些受力部位,如肘部和膝部的性能测试更有意义。二是服装或面料的受热开裂试验,以定量的热流冲击布面,测定使面料出现开裂现象所需的暴露时间,同时观察表面被破坏的情况。面料受热后,炭化或熔融收缩,如出现破洞,即表明局部防护的失效。
2、热防护性测试,热防护性能的测试简称TPP测试法。这是一种测定面料隔热性能的实验方法。在进行测试时,热量直接冲击面料(以两种不同的传热形式出现,50%为热对流,50%为热辐射)。热传感器测定穿透织物的热量大小,计算机计算热量,以模拟人体受热皮肤受烧伤的情况。
TT值:热量冲击面料后,在人体皮肤上形成二度烧伤所需的时间(s)。
TPP值:形成二度烧伤时的所需热量(习惯上单位为卡/厘米2,换成法定单位1卡/厘米2=4.18 J/cm2)。
FFF值:单位重量的TPP值(习惯上单位为卡/克,换成法定单位1卡/克=4.18 J/g)。
以上三个参数基本上反映织物的热防护性能。目前,TPP测试已成为耐热服装较为重要的测试标准,由于它将材料的热防护性与人体的感受联系起来,较为客观地预测服装在应用中的实际效果。对研究新材料和控制防护服的质量有重要意义。


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