熱防護性能試驗儀測試多層織物熱防護性解析

消防員滅火防護是熱防護的一種，于保護活躍在一線的消防隊員人身安全，相關標準均要求熱防護必須由四層組成，即防火外層、防水透濕層、隔熱防火層、舒適層。外層織物直接與火源接觸，阻燃性是對外層織物的基本要求，熱防護性能試驗儀是測試多層織物熱防護性的儀器，我司標準集團（香港）有限公司研發生產的一款測試儀器，性價比高，售后服務快速齊全，歡迎有需求的客戶及時電詢。

另外，標準集團工程師表示，多層織物消防服由于各層面料重疊在一起時，各層織物表面接觸后產生壓力，并且織物之間產生空氣層，對多層組合系統造成影響，導致了多層織物的熱防護系數(TPP)試驗結果值與各層織物TPP值之和的差異。因此，多層織物TPP試驗結果值并不等于各單層織物TPP值之和。本試驗分別對各單層織物的熱防護性能進行測試，在滿足基本性能的基礎上，分別組合成十種不同多層消防服防護系統再次進行熱防護性能測試，篩選出符合標準的多層消防服用織物組合，希望對每個客戶有所幫助。
本試驗采用標準集團（香港）有限公司生產的F145熱防護性能試驗儀測試試樣TPP值并進行燃燒試驗，測試方法按照GB8965.1—2009《防護裝阻燃防護：阻燃服附錄 A(規范性附錄)熱防護性能試驗方法》及ISO 17492∶2003(E)。
防火外層試樣選取編號為A1覆膜棉錦阻燃面料、A2覆膜阻燃防撕裂面料、A3覆膜阻燃帆布面料、A4芳綸-阻燃黏膠面料、A5芳綸-阻燃黏膠面料；防水透濕層試樣采用B1聚四氟乙烯(PTFE)膜；隔熱層試樣選取C1針刺氈芳綸1313、C2針刺氈芳綸1313；舒適層試樣采用D1。各面料取150mm×150mm試樣3塊，試驗結果取平均值。具體織物規格如表1所示。

試驗方法：
熱防護性能試驗儀是用于測量水平放置的阻燃防護裝面料暴露于輻射熱源和對流熱源作用下的隔熱性能。當透過的熱量與引起人體組織二級燒傷的熱量相等時，記錄暴露的時間，用樣品與測試傳感器直接接觸的方式來模擬阻燃防護與身體接觸穿著。本儀器適用于單層或多層阻燃材料的測試，不可用于非阻燃材料。
試驗前儀器校準和試驗過程都應在通風櫥內進行，以便帶走燃燒產物煙或煙氣。將總熱通量定在(83±2) kW/m2，其中輻射熱源和對流熱源產生的熱通量各占50%，應用試驗銅熱量計測量總熱通量。本試驗中，樣品測試為接觸式，打開百葉窗，開始試驗，當傳感器的值達到人體二級燒傷忍耐極*(傳感器溫度上升35~40 ℃)，關閉百葉窗。
結果與討論：
1、TPP值的結果與分析
由于A1、A2、A3分別為覆膜棉錦阻燃面料、覆膜阻燃防撕裂棉面料、覆膜阻燃帆布面料，單層試驗溫度過高時易于分解，因此僅將A1、A2、A3作為多層消防防護的外層及防水透濕層進行試驗采集數據。5種面料單層接觸式試驗測試結果如表2所示。

試驗中從反應曲線和人體組織耐受曲線相交點讀出二度燒傷時間和相應的暴露熱通量，根據式(1)計算出TPP值。
TPP=F·t (1)
式中：TPP為熱防護系數，kW·s/m2；
F為暴露熱通量，kW/m2；
t為導致二度燒傷的時間，s。由表2可知：
作為外層的A4、A5面料相比較，A5的TPP值較大，說明A5的熱防護性能更佳；隔熱層C1、C2相比，顯然是面密度較大的C2的TPP值更大些，熱防護性能更好。由此可見：對于纖維成分相同的織物，TPP值與織物的厚度、面密度具有顯著的正相關性，即織物越厚重，其TPP值越大，熱防護性能也越好。因此，織物的物理特性對熱防護性能是有影響的。根據各單層組分織物試樣的試驗結果，對織物組合后進行整體性能評價。各層配伍方式如表3所示。

根據GA10—2002《消防員滅火消防服標準》要求，滅火消防服整體熱防護能力TPP值不應小于1172kW·s/m2。本試驗中，多層織物組合熱防護性能測試方法與單層熱防護測試法相同，十種多層組合接觸式試驗測試結果如表4所示。

由表4試驗結果可知：1#試樣的TPP值為1151.73kW·s/m2，未達到GA10—2002的要求；2#與3#相比，2#的TPP值較大，熱防護性能更好；4#、5#的TPP值分別為950.16kW·s/m2、1079.44kW·s/m2，均不達標。可見用C1芳綸1313針刺氈作為隔熱層，僅有兩種樣品達到GA10—2002要求的TPP值。
6#~10#均滿足TPP值不應小于1172kW·s/m2的要求。可見，隔熱層對多層織物的綜合熱防護性能起到了重要作用。6#、7#和8#中，8#試樣的外層及防水透濕層為覆PTFE膜的阻燃帆布，TPP值大，防護性能好；9#和10#相比，10#的TPP值稍大，因此防護性能略好些。
2、試樣燃燒性狀分析
多層組合試樣經燃燒后的表面性狀如下：3#表面發生碳化，但仍保持平整；8#表面無明顯脆化發生，外層面料仍具有一定的強力；其他多層組合均有不同程度的脆化現象，其中，9#、10#表面脆化現象較為嚴重，有少部分碳化物掉落。因此，8#試樣的阻燃防護性能佳，適用于作為消防員滅火消防服的面料。