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TPP热防护性能测试仪测试单层织物湿态热防护性解析

消防服是f护服装中应用广泛的品种之一,可保护人体免受热的伤害。消防队员工作的火场现场并不是一个干燥的环境,特别是当消防队员扑灭明火时,人体大量出汗,里层服装会吸收人体大量汗液,且消防用水也可通过服装外表层传递到内层,这些水分在高温下汽化成水蒸汽传到人体皮肤表面,可将人体皮肤灼伤,因此研究含湿织物的热防护性能具有现实意义。
实验部分:
测试材料
消防服结构一般分为4层,由外层、防水透气层、隔热层和舒适层构成。从适宜做消防服的各层丽料中,选取1种作为实验面料,比较不同层面料吸湿后热防护性能的变化。
测试方法
TPP值反映了织物对热辐射和热对流综合作用的热防护能力,其值越大,表示热f护服的热防护性能越好;反之,越差。测试方法是将试样水平放置在特定的热源上面,在规定距离内,热源以2种不同的传热形式——热对流和热辐射出现。置于试样另一侧的铜片热流计可测量试样背面的温度。要求火焰与试样直接接触,使到达织物表面的热流量达到84kw/m2,用试样背面的铜片热流计测量其升温曲线并与Stoll标准曲线比较,得到二级烧伤所需时间t,并与暴露热能量q相乘得到TPP值。其计算式为TPP=£2×q式中:q为规定辐射热流量(84kw/m2);t:为引起二级烧伤所需要的时间,s。TPP实验采用TPP热防护性能测试仪,按照NFPAl976标准进行测试。
将试样分5组,编号分别为l~5,每组试样包括A、B、C、D4种织物,各组中每种织物均取3块试样,将每块试样分别放置在密封塑料袋中,第l组为对比组,不添加水,第2~5组试样用喷壶均匀喷水5、10、15、20mL。将吸湿后的试样静置在恒温恒湿的环境中(温度为20℃,相对湿度为65%)调湿24h,使试样充分吸收水分。用TPP实验测定试样吸湿后的TPP值,每种织物取其3次的平均值作为该组试样的TPP值。


实验结果:
①单层织物含水率对热防护性能的影响,4种织物中,B织物含水率低,均在3%以下,与未吸湿前相比基本上无变化,所以B织物吸湿后的二级烧伤时间及TPP值与未吸湿前相比变化不大。这是由于B织物为聚四氟乙烯薄膜,它是一种性能极好的防水透湿织物,表面基本没有凝结水,所以含水率极低。由于舒适层阻燃棉织物D吸水性很好,所以含水率大,其次是外层织物A,吸湿性居中的是隔热层隔热毡C。这3层织物的吸湿性都随着水添加量的增多而增大,并且他们的二级烧伤时间和TPP值均随着含水率的增加而增大。单层织物的含水率与二级烧伤时间和TPP值之间的正相关性极高,含水率越大,织物TPP值也越大,相应皮肤达到二级烧伤的时间也将延长,所以含水率对TPP值的影响趋势与它对二级烧伤时间影响趋势基本一致。
②TPP值和二级烧伤时间线性回归模型分别以TPP值和二级烧伤时问为因变量,含水率为回归自变量,采用SPSS软件建立一元线性回归模型。
TPP值与含水率的一元线性回归模型为TPP值=10.732+0.072×含水率,二级烧伤时间与含水率的一元线性回归模型为二级烧伤时间=5.164+0.062×含水率。
实验结论:
单层织物含水率与二级烧伤时间及TPP值之间显著相关,二级烧伤时间、IPP值与含水率之间存在着显著的线性回归关系。含水率每增加1%,二级烧伤时间延长0.062s,TPP值增加0.072kJ/cm2,二级烧伤时间和TPP值均随含水率的增大而增大。在强辐射和对流(82.21kw/m2)联合传热条件下,对于单层面料,水分有助于提高其热防护性能,含水量越多,单层织物的热防护性能越强,在标准环境下,含水织物的热防护性能优于干态织物。在这种条件下,织物中的水分将迅速蒸发,辐射对流热还来不及传递到面料背面,就被蒸汽带走一部分热量,到达人体的热量减少,从而使单层织物热防护性能提高。含水率越大,蒸发的水分越多,带走的热量越多,散热速度加快,织物的热防护性能进一步增强。此结论适用于含水率小于50%的情况。

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