熱防護織物面料的分類、防護機理和性能測試

熱防護織物thermal protective fabric
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1.類型  
根據熱防護織物的應用可作如下分類：
( k% C* b3 `6 S( e( J. ^①熱輻射防護織物，此類織物主要應用于高溫輻射環境中，要求織物具有較強的反輻射表面，能較好地反射輻射熱。一般是在織物表面涂上拋光金屬膜，選用在高溫下能抗熔融、抗黏附、抗軟化的纖維，如芳綸、玻璃纖維和碳纖維等。
②耐熔融抗金屬飛濺的防護織物，在高爐和澆注臺旁及金屬加工廠鑄造車間和熔煉車間的工人，接觸熔融金屬的溫度高達650～1565℃，在這種環境下，要求織物具有抗金屬飛濺，耐熔融的性能，選用的纖維應具有抗碳化、抗熱收縮、抗熔融、抗熱傳遞、阻燃等功能。
9 W7 h/ `5 N# l+ ?+ N③熱絕緣織物，在與熱物體接觸的工作環境下，為避免因熱傳導而引起燒傷、燙傷，要求織物具有良好的熱絕緣性能。
④防火織物，消防隊員穿著的防護服要求用防火織物制作，因此，要求織物具有良好的耐輻射性和熱絕緣性。所用織物具有阻燃性和耐收縮、耐熔融的性能。以避免身體受傷害。

0 }1 [0 s- a8 A. a9 w; D7 S/ A2.防護機理
( ^  k0 l& j3 g①隔熱，當固體內部有溫度差存在時，熱量會從高溫傳向低溫。在單位時間內通過單位面積所傳遞的熱量與導熱系數成正比，導熱系數越小，則傳遞的熱量越少。這樣，在設計耐熱織物時，選用導熱系數小的織物即可達到熱防護的目的。
②反射，根據輻射機理可知，如果某一物體的反射系數為1，則照射到物體表面的熱量將全部被反射回去。利用這一機理，可以選用金屬纖維或在織物表面作金屬化涂層或層壓，利用復合技術生產織物以提高織物表面的反射系數；
③增加織物的透氣性，在高溫環境下工作，熱量很容易積聚在織物和身體表面的空間內，如織物的透氣性不佳，則會影響熱量的散發，嚴重時將影響穿著者的舒適性。

3.性能測試

熱防護織物除測試強力、彈性、耐磨等指標外，更重要的是測試其耐熱性。耐熱性測試主要有兩個方面：

①耐高溫性測試，有兩種方法，一是動態燃燒測試：這是測定面料在受力狀態下的耐燃性的方法。即在火源的強度和面料所承受的張力相對穩定的情況下，測定該面料破裂的最短時間，由此表示該面料在受力情況下耐高溫的程度。這對服裝的某些受力部位，如肘部和膝部的性能測試更有意義。二是服裝或面料的受熱開裂試驗，以定量的熱流沖擊布面，測定使面料出現開裂現象所需的暴露時間，同時觀察表面被破壞的情況。面料受熱后，炭化或熔融收縮，如出現破洞，即表明局部防護的失效。

②熱防護性測試，熱防護性能的測試簡稱TPP測試法。這是一種測定面料隔熱性能的實驗方法。在進行測試時，熱量直接沖擊面料（以兩種不同的傳熱形式出現，50%為熱對流，50%為熱輻射）。熱傳感器測定穿透織物的熱量大小，計算機計算熱量，以模擬人體受熱皮膚受燒傷的情況。

TT值：熱量沖擊面料后，在人體皮膚上形成二度燒傷所需的時間（s）。

TPP值：形成二度燒傷時的所需熱量（習慣上單位為卡/厘米2，換成法定單位1卡/厘米2=4.18 J/cm2）。

FFF值：單位重量的TPP值（習慣上單位為卡/克，換成法定單位1卡/克=4.18 J/g）。

以上三個參數基本上反映織物的熱防護性能。目前，TPP測試已成為耐熱服裝較為重要的測試標準，由于它將材料的熱防護性與人體的感受聯系起來，較為客觀地預測服裝在應用中的實際效果。對研究新材料和控制防護服的質量有重要意義。