織物熱防護性能的研究（二）

4 熱防護織物的性能測試與評價 

熱防護織物必須具有以下性能: 

(1) 阻燃性；

(2) 完整性(遇熱或熔融后服裝保持完整)；

(3) 隔熱性(阻止熱的轉移，燃燒時無煤焦油等導熱液體的滴落)；

(4) 拒液性(阻止油、水、溶劑及其它液體滲入織物)

目前，常用的隔熱防護服的性能測試方法主要有以下幾種: 

4·1垂直燃燒法和限氧指數法 

垂直燃燒法測定面料在火焰中燃燒一定時間后的延燃時間和碳化長度。限氧指數法測定面料在氧氮氣氛下燃燒時所需的最低氧氣密度。

4·2 動態燃燒測試 

這是一種測定面料在受力狀態下耐燃性能的方法。即在火源的強度和面料所承受的張力相對穩定的情況下，測定面料受熱破裂的最短時間，由此來表征面料在受力情況下，耐高溫的程度。 

4·3熱防護性能測試 (TPP測試) 

這 一測試又稱TPP測試 (即Themal Protective Pmfomance Test，是一種測定面料隔熱性能的實驗室方法。目前，TPP測試已成為耐熱服裝測試方面較為重要的測試標準。它將材料的熱防護性與人體的感受聯系起來， 能夠較為客觀地預測服裝在應用中的實際效果。現已被列為通用的測試標準方法 [ASTM D-2863，NFPAl971(1986)]。 

4·4銅人 (Themo-man)耐熱防護服裝評價系統 

銅 人是一種全新的熱防護服測評方法，它模擬成年男性的身體皮膚，并在銅人整個身體表面均勻放置122個傳感器。實驗時，先給Themo-man穿上實驗用的 服裝，然后在實驗室模擬燃燒的環境中暴露一定時間，觀察燃燒情況；同時傳感器每隔一定時間記錄溫度1次，并將采集的數據輸入計算機。通過對纖維織物耐熱特 性的合理假設，計算出這個Thermo-man表面的熱通量以及纖維織物上升的溫度，從這些數據可以得出，在這種試驗用閃爍火焰條件下，人體承受的2度及 3度燒傷的總量和位置，并且利用Themo-man外觀形式顯示出來。 銅人代表了一種全面的、整體性測試的概念。它既可以直接對服裝在火場中的情形進行觀察，又可以進行定量測定。它對耐熱性的測試不象其他測試那樣僅局限于面 料部分，而是著眼于服裝的整體以及服裝與人體的相互關系。

5 新型熱防護材料的開發與發展趨勢

5·1仿生學技術 

人 們通過對自然界的觀察得到了許多啟發，如果能將自然界的一些原 理應用到科學研究領域，我們就可以開發出許多具有高實用價值的新材料。據報道，在南美洲有一種蛇叫做 "撲火蛇"。 它在夜間活動時如果見到火就會馬上爬進火里，用身體拍打火，試圖將火撲滅。這種蛇在火中呆上一段時間并不會對其身體造成損傷。人們研究發現，當撲火蛇在火 中時，它的身體表面會分泌出一種粘液，這種粘液會對蛇的身體起到保護作用。如果對撲火蛇所分泌粘液的化學成分進行分析，我們就有可能開發出新型仿生學熱防 護材料。

5·2 相變材料 

相變材料 (PCMs，Phase Change Materials) 是一種利用相變潛熱來貯能和放能的新型化學材料[10]。相變材料在自然界中的存在形式各種各樣，迄今為止，已有超過500種的天然及合成相變材料被人們 掌握和了解[11]。相變材料按相變的方式可分為4類: 固-固相變、固-液相變、固-氣相 變、液-氣相變材料。常用的就是固-固相變和固-液相變材料。相變材料應用于紡織品中，主要通過將相變材料包封在一載體系統 直徑為1.0-10.O?m的微膠囊中，對織物進行涂層或將微膠囊混入紡絲液中進行紡絲。當環境溫度或人體皮膚溫度達到服裝內PCMs 熔點，PCMs吸熱從固態轉化為液態，在服裝層內產生短暫的致冷效果(見圖4)。熱能可能來自人體也可能來自外界溫暖環境。一旦PCMs完全熔解，儲能結 束。如果PCMs服裝在低于PCMs冰點溫度的寒冷環境中使用，服裝溫度低于轉換溫度，液態PCMs將變回固態，釋放出能量提供短暫的加熱效果(見圖 4)。這種熱轉換在服裝內起緩沖作用，減小皮膚溫度的變化，從而延長穿著者的熱舒適感[12]。

6 結語熱 防護織物作為一種特種產業用防護織物，不但要求其具有良好的阻燃隔熱性能，而且要求其具備良好的服用性、透氣性和抗靜電性。在實際應用中，應當根據熱防護 服的不同用途，有針對性地提高防護服在某些方面的熱防護性能，積極開發新材料、新工藝。在保證防護服性能安全的前提下，使防護服更加輕便，經濟。