热防护服热防护性能的分析与探讨

本文在综合分析国内外热防护服研究的基础上 ,对热防护服的热防护原理和必须具备的热防护性能进行了分析和探讨     

阻燃防护服热防护性能测试方法存在的问题

针对目前阻燃防护服热防护性能测试存在忽略服装热蓄积给人体造成二次伤害的问题。为了解阻燃防护服的真实防护水平,分别采用2种测试方法对3组阻燃面料的热防护性能进行测试,并对测试结果进行分析对比,提出目前热防护性能测试方法存在的不足。得出在选购阻燃防护服面料的时不仅要考虑织物的阻燃性能、热传递性能,还应考虑后期的蓄热性能的结论。相关标准制修订的过程中也应将热防护性能评估值测试方法编入其中,以促进解决实际应用中存在的问题。     

热防护服蓄热防护与放热危害双重特性的研究进展

为全面评价热防护服在热暴露阶段的蓄热防护作用以及在冷却阶段因蓄热释放对人体造成的热危害效应,介绍了防护服热蓄积产生的原因,阐述了现阶段防护服热蓄积的测试方法以及数值模拟研究现状;从服装因素、环境因素以及人体因素3个方面归纳了防护服在热暴露阶段蓄热特性的影响因素;并总结了织物基本物理性能、空气层配置、织物水分、织物受压等因素对冷却阶段防护织物放热危害特性的影响。最后提出：在未来的研究中应针对多元化的热灾害环境以及冷却环境开展热防护服蓄放热双重特性的基础研究,并基于热防护服蓄放热双重效应探究其最优的配伍设计。     

服装热防护性能测评技术的发展过程及现状

热防护服装具有隔绝热源,减缓热传递的防护作用,合适的热防护性能测评方法有利于产品质量控制及用户对防护服的选择。分别从服用织物及服装整体2个层面,对织物的阻燃性能、热传递性能、热防护性能测试方法及燃烧假人测试方法的发展过程进行了回顾与总结,并根据当前服装热防护性能测评的研究现状提出了该领域的发展方向。目前,服用织物的热防护性能主要通过平板实验进行测试,并使用Stoll烧伤准则进行评价;而服装整体的热防护性能多采用燃烧假人进行测试,使用烧伤模型进行皮肤烧伤预测评价。在以后的研究中,应增加热暴露测试条件的种类,并进一步提高烧伤预测方法的合理性与准确度,同时建立完善的服装整体的的热防护性能评价指标。     

热防护服装热湿传递模型研究及发展趋势

 合理地评价热防护服装的热防护性能对减少消防员的皮肤烧伤具有重要的意义。本文主要回顾并评价了热防护服装的热湿传递模型国内外的研究现状,包括皮肤传热模型及其烧伤评价模型、单层或多层面料的一维和二维热湿传递以及整体服装的三维热湿传递模型等,并比较分析了这些模型的应用缺陷,预测了热防护服装热湿传递模型研究未来的发展趋势。热湿传递模型的研究不仅可以为热防护服装的使用提供科学的理论指导以减少皮肤烧伤或蒸汽烧伤,而且能够进一步推动服装热防护性能测试技术的发展,满足我国“安全发展”和“公共安全防治”的技术需要。     

相变材料在热防护服上的应用研究进展

为深入了解和提高附加相变材料热防护服的热防护性能,对现阶段相变材料在热防护服中的应用、影响因素以及未来研究趋势进行综述。首先介绍了相变材料的类型和特点,阐述了相变材料基于密封袋法、纺丝法和微胶囊技术的织物后整理法在热防护服中的应用;其次回顾了附加相变材料热防护服传热模型的发展过程,重点从相变材料的类型、相变温度、添加量以及相变材料在多层防护服装中的配置等角度归纳了影响热防护性能的因素;最后从新型服用相变材料的研发、降低相变材料储存热释放等角度预测了相变材料未来在该领域的研究趋势。     

改善医用一次性防护服热湿舒适性的研究进展

总结改善医用一次性防护服热湿舒适性的最新技术研究。介绍了医用一次性防护服热湿舒适性的测试方法和相关要求;分析了医用一次性防护服热湿舒适性存在的问题;重点总结了改善医用一次性防护服热湿舒适性的最新技术研究,包括单向导湿技术、异形截面纤维、纳米防护膜材料、相变微胶囊技术等。认为:改善医用一次性防护服的热湿舒适性涉及多学科领域,应寻找高性价比的改进方法和简单易行的生产工艺;同时,应在保证医用一次性防护服防护隔离性的前提下,提高其热湿舒适性。     

缓解人体热应激的医用防护服装研究进展及趋势

目前医用防护服装存在热湿舒适性差的问题,容易造成人体热应激,引起人体皮肤损伤、虚脱、晕眩甚至中暑等症状。为了解如何缓解医用防护服装造成的人体热应激反应,提高人体舒适性,文章首先总结了医用防护服装的材料、款式及舒适性相关标准。接着阐述了目前缓解人体热应激的医用防护服装研究进展,包括作业场所降温方式和异质结构面料、超吸水材料、辐射降温面料、相变冷却降温服装等研究成果。随后介绍了高导热材料、热电冷却材料和液态冷却三类缓解人体热应激的新材料与技术,并提出了其在医用防护服装上的应用思路。最后分析并展望了缓解人体热应激的医用防护服装研究趋势,即未来研究需要从提高主动冷却设备的工效性能、扩展调温新材料与技术在医用防护服装上的应用及建立缓解人体热应激的医用防护服装设计方法和流程,并开展相关测试与评价。     

基于最大衰减因子模型的服装热防护性能预测

为解决全尺度燃烧假人实验测试成本高、实验效率低,以及尚未与织物小样测试统一联合表征等难题,利用新型的热防护性能评估模型:二级烧伤最大衰减因子模型,对热防护服装的织物试样测试与燃烧假人实验进行同步研究,并建立基于织物试样测试的服装整体热防护性能预测模型。结果表明:防护织物的热防护性能与其服装整体的热防护性能具有显著相关性;将织物热防护性能值、服装平均衣下空气层厚度以及服装热暴露时间作为预测模型输入参数,可以实现服装热防护性能值以及人体皮肤烧伤百分比的预测;经模型验证发现,服装实测热防护性能值与其预测值间的相对误差仅为5.1%。     

应用三层热防护服热传递改进模型的皮肤烧伤度预测

针对人体持续暴露在闪火环境中烧伤时间及热防护服参数对防护性能的影响情况,利用建模与模拟的方法预测达到各级烧伤的最长安全工作时间。首先,对包含外壳、防水层和隔热层的3层防火材料、皮肤及三者间的空气层组成的系统,给出了系统各层热传递微分方程以及初边值条件,改进了已有的高温条件下多层热防护服的热传递模型。接着,使用该模型计算出各固定接触面随时间变化的温度值,该计算结果与同等条件下已有模型一致,从而验证了模型的可靠性。最后,采用改进的模型预测达到一级、二级和三级烧伤所需的临界时间,分析了空气层和织物厚度对防护服防护性能的影响。研究发现,在闪火条件下,消防人员即使身穿热防护服也仅有十几秒的安全时间,且空气层和织物的厚度大小对防服性能的影响十分显著。     

新型耐高温服装的热防护性能测试仪

研制了一种模拟人体皮肤及体形的高温“圆筒仪”,用来测试耐高温织物及服装组件的热防护性能。用膜电偶测量模拟皮肤器表面温升率,并结合烧伤积分模型的评价方法来计算达到二级烧伤的防热时间。与ASTM 4108测试方法相比,本仪器特别适合于测量处在辐射源包围之中的耐高温服装的热防护性能。     

智能改变厚度的隔热层

为提升消防服面料整体的热防护性能,设计织造了2种智能改变厚度的隔热层(A1和A2试样),测试其增厚率,以及光辐射和热辐射状态下的热防护性能,并与常规消防服隔热层用芳纶非织造材料(B试样)进行比较。结果表明:在250~260℃的环境下烘5 min后,A1和A2试样的增厚率分别为4.67%和9.41%,B试样则无明显增厚;A1和A2试样在近红外波段的光辐射状态下,热防护性能优于B试样;低热辐射状态下,A1和A2试样的热防护性能优于B试样。     

新型隔热和导电防护服综述

介绍了隔热导电防护服的市场状况及发展趋势、新型防护服的标准和需求分布,隔热导电防护服的测试方法。     

消防服热防护性能检测用热传感器的研究

叙述了消防服热防护性能检测对热传感器的具体要求,对四种应用在该领域的热传感器进行了比较和分析,概述其性能和特点。     

防火服热蓄积的影响因素及其测评方法

为了合理评价防火服的热蓄积,全面准确地研究防火服热防护性能,通过回顾实验室模拟低热流环境中防火服热蓄积的相关研究,分析了防火服热蓄积的产生原因以及由热蓄积引起的主要烧伤部位;总结了现阶段热蓄积的测试装置、测评方法以及热传递、热蓄积测试过程;从防火服反光带、防水层透湿性、隔热层厚度、外层织物特性、空气层厚度等服装因素以及热流量强度、热暴露时间、防火服中水分等环境因素归纳了影响热积蓄的因素;最后预测了未来防火服热蓄积的研究趋势;指出在未来的研究中,应更加全面地模拟火场特点,提高服装热蓄积性能测评方法准确性。     

相变材料在消防服中的应用及可行性分析

火灾作业环境下,应用于消防服系统的相变材料对高温环境温度突变具有一定的缓冲、抑制作用。本文回顾评价了国内外相变材料应用于消防服研究的现状,分别从降低热应力、提高热舒适性能及抑制温度突变、提高消防服整体热防护性能两个方面的应用进行综述分析;并对火灾环境下使用的有机石蜡类相变材料的封装方法与阻燃处理进行了总结性分析探讨。基于上述应用情况总结,论文最后出对相变材料抑制消防服内温度突变可行性的分析,并思考了将来相变材料应用于消防服装备的研究发展趋势。     

热防护织物的研究

研究了一种用耐高温的玻璃纤维织物与阻燃的棉织物层压而成的新型热防护复合织物。该织物对传导热，辐射热和对流热均有良好的防护作用而且适气，透湿性好。用以制作高温作业工作人员的防护服，有显著的热防护效果。