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TPP熱防護性能測試儀測試單層織物濕態熱防護性解析

消防服是f護服裝中應用廣泛的品種之一,可保護人體免受熱的傷害。消防隊員工作的火場現場並不是一個幹燥的環境,特別是當消防隊員撲滅明火時,人體大量出汗,裏層服裝會吸收人體大量汗液,且消防用水也可通過服裝外表層傳遞到內層,這些水分在高溫下汽化成水蒸汽傳到人體皮膚表麵,可將人體皮膚灼傷,因此研究含濕織物的熱防護性能具有現實意義。
實驗部分:
測試材料
消防服結構一般分為4層,由外層、防水透氣層、隔熱層和舒適層構成。從適宜做消防服的各層麗料中,選取1種作為實驗麵料,比較不同層麵料吸濕後熱防護性能的變化。
測試方法
TPP值反映了織物對熱輻射和熱對流綜合作用的熱防護能力,其值越大,表示熱f護服的熱防護性能越好;反之,越差。測試方法是將試樣水平放置在特定的熱源上麵,在規定距離內,熱源以2種不同的傳熱形式——熱對流和熱輻射出現。置於試樣另一側的銅片熱流計可測量試樣背麵的溫度。要求火焰與試樣直接接觸,使到達織物表麵的熱流量達到84kw/m2,用試樣背麵的銅片熱流計測量其升溫曲線並與Stoll標準曲線比較,得到二級燒傷所需時間t,並與暴露熱能量q相乘得到TPP值。其計算式為TPP=£2×q式中:q為規定輻射熱流量(84kw/m2);t:為引起二級燒傷所需要的時間,s。TPP實驗采用TPP熱防護性能測試儀,按照NFPAl976標準進行測試。
將試樣分5組,編號分別為l~5,每組試樣包括A、B、C、D4種織物,各組中每種織物均取3塊試樣,將每塊試樣分別放置在密封塑料袋中,第l組為對比組,不添加水,第2~5組試樣用噴壺均勻噴水5、10、15、20mL。將吸濕後的試樣靜置在恒溫恒濕的環境中(溫度為20℃,相對濕度為65%)調濕24h,使試樣充分吸收水分。用TPP實驗測定試樣吸濕後的TPP值,每種織物取其3次的平均值作為該組試樣的TPP值。


實驗結果:
①單層織物含水率對熱防護性能的影響,4種織物中,B織物含水率低,均在3%以下,與未吸濕前相比基本上無變化,所以B織物吸濕後的二級燒傷時間及TPP值與未吸濕前相比變化不大。這是由於B織物為聚四氟乙烯薄膜,它是一種性能極好的防水透濕織物,表麵基本沒有凝結水,所以含水率極低。由於舒適層阻燃棉織物D吸水性很好,所以含水率大,其次是外層織物A,吸濕性居中的是隔熱層隔熱氈C。這3層織物的吸濕性都隨著水添加量的增多而增大,並且他們的二級燒傷時間和TPP值均隨著含水率的增加而增大。單層織物的含水率與二級燒傷時間和TPP值之間的正相關性極高,含水率越大,織物TPP值也越大,相應皮膚達到二級燒傷的時間也將延長,所以含水率對TPP值的影響趨勢與它對二級燒傷時間影響趨勢基本一致。
②TPP值和二級燒傷時間線性回歸模型分別以TPP值和二級燒傷時問為因變量,含水率為回歸自變量,采用SPSS軟件建立一元線性回歸模型。
TPP值與含水率的一元線性回歸模型為TPP值=10.732+0.072×含水率,二級燒傷時間與含水率的一元線性回歸模型為二級燒傷時間=5.164+0.062×含水率。
實驗結論:
單層織物含水率與二級燒傷時間及TPP值之間顯著相關,二級燒傷時間、IPP值與含水率之間存在著顯著的線性回歸關係。含水率每增加1%,二級燒傷時間延長0.062s,TPP值增加0.072kJ/cm2,二級燒傷時間和TPP值均隨含水率的增大而增大。在強輻射和對流(82.21kw/m2)聯合傳熱條件下,對於單層麵料,水分有助於提高其熱防護性能,含水量越多,單層織物的熱防護性能越強,在標準環境下,含水織物的熱防護性能優於幹態織物。在這種條件下,織物中的水分將迅速蒸發,輻射對流熱還來不及傳遞到麵料背麵,就被蒸汽帶走一部分熱量,到達人體的熱量減少,從而使單層織物熱防護性能提高。含水率越大,蒸發的水分越多,帶走的熱量越多,散熱速度加快,織物的熱防護性能進一步增強。此結論適用於含水率小於50%的情況。

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