热防护服装性能测试与评价.ppt

1、,热防护服装 性能测试与评价,Page 2,主要内容：,研究现状测试方法发展方向,Page 3,研究现状,人类懂得穿衣蔽体已有几万年的历史，但真正开始对纺织品和服装舒适性的科学研究仅有几十年的历史。 国外 主要是美国、欧洲等西方发达国家对热防护服的研究和开发较早，目前已经制定并实施了一系列先进和完善的热防护服产品方法标准和测试方法标准。 在热防护性能方面除了比较完整的评定阻燃性能的方法，还建立了该方面其他方面的各项测试标准，如热防护服产品的隔热性，完整性和抗液体通过性。及反映综合热防护性能的TPP法、Thermo-man法。,Page 4,研究现状,国内 在该方面开展了广泛的研究，并制定了相应

2、的标准和方法。研究前期着重于热防护服阻燃性能的测试与评价，目前我国已经建立了较完整的织物阻燃性能测试方法与标准。 测试方法与标准：垂直法、水平法、氧指数法、45倾斜法、烟浓度法,Page 5,织物与服装阻燃性能测试方法,1燃烧试验法 用于测试材料的燃烧广度、持续时间、阴燃时间测试方法：在规定的燃烧箱里用规定的火源点燃12s，除去火源后测定试样的续燃时间，阴燃时间，阴燃停止后，按规定方法测出损毁长度（炭化长度）测试标准：美国标准AATCC 34-66、NFPA 701-1966、德国标准DIN53906、英国标准BS 2963A、中国标准BS 5455- 1997 等。,Page 6,织物与服装

3、阻燃性能测试方法,2限氧指数（氧指数法） 定义：在规定的试验条件下，使材料恰好能保持燃烧状态所需氧氮混合气体中氧的最低体积浓度。 仪器：氧指数测定仪 方法：将试样置于试样架上，调节氧气和氮气的比例，用特定的点火器点燃试样，使之燃烧一段时间自熄或损毁长度为一定值时自熄，根据此时的氧、氮流量查表确定氧指数值。 测试标准：中国标准BS 5455- 1997 规定试样恰好自燃2min 自熄火或损毁长度恰好为40mm时所需氧气的百分比含量即为试样的氧指数值。,Page 7,织物与服装阻燃性能测试方法,蘑菇试验方法测定衣服接触火源时的着火性和因火焰蔓延而衣服各部位燃烧热的，传导率。以及达到最高温度所需要的

4、时间。试验装置：燃烧台，记录仪,织物传热性能测评方法,Page 9,织物与服装防护性能测试方法,小规模测试方法主要有三种 ASTM D 4108,NFPA 1971，NFPA 1977 1 ASTM D 4108 明火法测试防护材料的热防护性能织物放在试样架上铜片热流计测量试样背面温度温升曲线与Stoll曲线比较得出二级烧伤所需时间并与暴露热能量q相乘TPP=t2*qTPP值越大，防护性能越好,Page 10,织物与服装防护性能测试方法,由于织物受热时收缩，为了保证测试时试样的完整性，在实验过程中需要对试样施加一定张力。 ASTM D 4108 施加张力方法 1在铜片热流计上放置1.0kg重的

5、金属块2在试样架上植钢针，测试时将面料穿过钢针，同时热流计绝热板上针孔与试样架上的钢针刚好吻合，保证了热流计与试样背面的紧密接触。第二种方法能够有效防止织物受热收缩。,然而TPP并没有将织物的蓄热性能考虑在内，2008年ASTM机构重新定义了热性能评估（TPE)和(RHI)2个指标，具体如下表：,织物与服装防护性能测试方法,Page 12,织物与服装防护性能测试方法,2 NFPA 1971 建筑结构防火用防护装备 NFPA 1971是ASTM D 4108标准方法的一个修改版本，它们的测量原理大概相同，主要差别为：(1)热源辐射/对流热流比率（2）试样规格尺寸,NFPA 1971 5:5(两个

6、Meker),ASTM D 4108 3:7（一个Meker）,ASTM D 4108 100mm*100mm,NFPA 1971 150mm*150mm,Page 13,织物与服装防护性能测试方法,3 NFPA 1977 防野火用防护服装与装备-热辐射防护性能测试方法 用原理和结构与 ASTM D 4108 所述相似的铜片热流计测量出造成人体皮肤二级烧伤所需要的时间，单位：s。 RPP=t2*qr 式中 qr -规定辐射热流量0.5cal/(cm2.s) 或0.2cal/(cm2.s)；t2-引起二度烧伤所需要的时间，单位 s.RPP值越大，表示热防护服的防热辐射性能越好。,Page 14,

7、织物与服装防护性能测试方法,试验仪器： 辐射热源装置，热源预热屏蔽装置，试样夹持装置，铜片热流计，绘图记录仪。 辐射热源装置：5根500W的红外石英灯管作为辐射热源，垂直地对试样进行热辐射。 热源预热屏蔽装置：设置在热源与试样之间，防止试样过早受到辐射，保证试样的准确性。 试样夹持装置：将试样夹持并垂直放置于辐射热源前。 铜片热流计：放置在试样后用于测定透过试样的热流量，并将其转化为电压输出。,绘图记录仪：绘出铜片热流计的温度随热辐射作用时间的变化曲线。 大规模 4 服装热防护性能”火人“测试方法 目前主要有三种”火人“测试系统：,织物与服装防护性能测试方法,杜邦公司的Thermo-Man假人

8、 北卡州立大学PyroMan“火人“ 加拿大阿尔伯特大学的“火人“,”火人“是什么？”火人“优点：快速 直观 定性 定量 地显示”工作人员“烧伤分布图像，能够提供比较全面的热防护热收缩等信息。 ”火人“缺点：测试费用较高，操作复杂。,织物与服装防护性能测试方法,由于研究对象的危险性和复杂性，服装热防护性能的测评方法发展缓慢，在织物测试及服装整体测试层面任然存在一定进步空间。 织物热湿耦合状态下测评方法的建立。织物热防护性能测评方法经历了从阻燃性能、热传递性能、考虑热蓄积的热防护性能的不断发展与完善。虽然一些学者进行了一些探索，但是在对面料的加湿步骤等方面任然需要建立标准规范。 服装整体热防护性能测试方法的细分。 烧伤预测评价方法的完善。 服装热防护性能客观评价方法的完善。,发展趋势,服装的热防护性能测试经历了从织物测试到服装整体的测试方法的发展过程，各种测试方法在硬件方面不断完善，然而在评价理论方面仍存在较多问题。未来，仍需要充分考虑防护服装的使用环境的实际条件，利用当前医学及工程热物理学方面先进的理论及技术手段，提高烧伤预测方法的合理性与准确度，实现火场环境中对人体烧伤更为准确的预测估计，建立完善的热防护服装的热防护性能评价体系。,发展趋势,Page 19,谢 谢！,