消防工作對于保障人民的生命財產安全具有重要意義。消防服裝作為保證消防人員生命安全的重要裝備之一,一直是熱防護領域研究的重點。優良的消防服不僅能很好地阻隔外界的熱量,又能進行一定的熱濕傳遞,因此研究輻射熱暴露下濕態阻燃織物的熱濕輸運對其熱防護性能的影響具有重要意義。本文首先采用低場核磁共振技術(LF-NMR)從微觀角度分析了芳綸ⅢA、芳綸1313/粘膠、芳綸1414/莫代爾、阻燃棉四種阻燃織物在潤濕狀態下的水分分布。實驗結果表明,濕態阻燃織物中最多存在三種不同形式的吸附水分:結合水、毛細水與自由水。在脫附過程中,自由水最先進行脫附,三種吸附水在此過程中均與織物結合更加緊密,水分的活動性降低。隨后,搭建實驗平臺研究芳綸1313/粘膠和兩種阻燃棉織物在輻射熱暴露下失水過程中表面溫度的變化規律。水分散失和溫度變化曲線表明織物的干燥過程可以分為三個階段:(1)第一階段,干燥速率和溫度快速增大,水分含量緩慢降低;(2)第二階段,干燥速率保持穩定,溫度緩慢升高,水分含量快速下降;(3)第三階段,干燥速率下降,水分含量緩慢降低;含水率低于20%時,織物表面溫度快速上升,隨后趨于穩定。然后,采用Page、Newton及Henderson等三種經典干燥動力學模型擬合實驗數據,結果表明Page模型可以用來描述低輻射熱下的單層織物內水分動態干燥過程。其次,本文研究了水分對阻燃織物熱物理性能及光學性能的影響。采用瞬態平面熱源法測試了芳綸ⅢA、芳綸1313/粘膠、芳綸1414/莫代爾、阻燃棉四種織物在濕態下的瞬態導熱系數,并以含水率為自變量,瞬態導熱系數為因變量建立一元線性回歸方程。結果表明,瞬態導熱系數與含水率呈明顯的正相關關系。利用Aligent Cary5000紫外可見近紅外分光光度計分析了芳綸ⅢA、芳綸1313/粘膠、芳綸1414/莫代爾、阻燃棉、芳砜綸五種織物在800~2500nm的近紅外波段輻射屬性的變化。結果顯示,阻燃織物的紅外反射率隨著其含水率的升高而下降;在800~1400nm的近紅外波段,五種織物的紅外透過率隨著含水率的增大而增大;在1400~2500nm的近紅外波段,芳綸ⅢA和芳砜綸兩種織物的紅外透過率隨著含水率的增大而減小;粘膠/芳綸1313、莫代爾/芳綸1414和阻燃棉三種織物的紅外透過率隨著含水率的增大先下降,在毛細水與結合水的分界處短暫回升,隨后繼續下降。最后,本文采用RPP測試儀從宏觀角度測試了芳綸、針織芳綸、阻燃棉、針織阻燃棉四種織物在不同含水率及輻射熱流量下的背面溫度變化。測試結果表明,在熱輻射時間超過60s后的溫度恒定階段,含水率越高,織物的隔熱性能越好;而在熱輻射時間超過500s后,濕態織物的隔熱性能比干燥織物差。隨后將芳綸1313、芳綸1313/粘膠、兩種阻燃棉、PTFE膜、芳綸氈六種織物配伍組合成四層消防服系統,潤濕舒適層織物模擬消防員汗濕情況,潤濕阻燃外層織物模擬消防用水潤濕情況,采用TPP測試儀測試四層消防服系統的熱防護性能。結果表明,四層消防服系統的低程度潤濕(回潮率在32%以下)對其熱防護性能有消極影響,當其回潮率為26%時,熱防護性能降到最低。