TPP与阻燃性的关系

    本文研究了新型消防服用多层织物系统在高温下的综合保护性能，比较了传统消防服用的综合保护性能，讨论了消防服用的层次结构和材料对整体保护性能的影响，为开发耐高温阻燃性能更强的消防服装提供了一定的参考。消防服装是一种特殊的功能服装，它的功能是保护消防员免受火灾环境中的高温伤害，一般由外层、防水透气层、隔热层和舒适层组成。

    一是考试阶段。

    第一，材料。

    根据正交试验的设计原则，取外层、防水透气层、隔热层三个要素之间的所有层次组合，检查各种组合对整体热保护性能的影响，试验安排如表2所示。采用一层3D阻燃间隔织物代替传统消防服装结构中的防水透气层和隔热层，其他组合模拟传统消防服装的四层结构，依次为外层、防水透气层、隔热层和舒适层。15个组织组合的舒适层采用普通阻燃棉布。

    第二，测试方法。

    一是垂直燃烧试验。

    用垂直燃烧法测定织物的阻燃性。根据GBT5455-1997规定的测试方法，采用LFY.601国标垂直燃烧机，测量阻燃布的损坏长度、持续燃烧时间和阴燃烧时间。将样品切成300mm×80mm，测试前在温度(20±2)℃、相对湿度(65±2)%的环境中均衡放置8~24小时，然后放入密封。测试时，将燃烧机中的火焰高度调整至(40±2)mm，样品放入样品夹中，垂直悬挂在试验箱中，用点火机点燃样品。12s后，点火器复位，样品的持续时间和阴燃时间通过持续计算。阴燃结束后，取样，测量损坏长度。用垂直燃烧法测试外层织物的阻燃性。对于三种外层织物，每种准备三种样品，每种织物进行三次燃烧试验，取其平均值。

    第二，TPP测试。

    TPP测试是热辐射和热对流的混合保护性能测试，主要测试织物的综合保护能力。其测试方法是将样品水平放置在特定的热源上。在规定距离内，热源采用两种不同的传热形式-热对流和热辐射，放在样品另一侧的铜热流计测量样品背面的温度。测试时，火焰需要直接接触样品，织物表面的热流达到84kW/m2。铜热流计测温，得到加热曲线。相对于Stoll标准曲线，我们可以得到二次烧伤所需的时间t2，从而得到TPP值。

    TPP=t2×q(1)

    公式：Q=2.0×4.187J/(cm2·s)，规定辐射热流；t2是造成二次烧伤的时间。

    TPP值越大，织物的热保护性能越好，得到ASTM、ISO、NFPA的认可。

    实际上，消防服的舒适度与人体密切相关，因此，为了模拟人体出汗，各组织在燃烧前将舒适度完全浸入水中。对于15组样品，每组进行3次TPP测试，获得3次平均结果。多层织物的最外层与热源直接接触，舒适层与铜片热流表紧密连接，各层织物之间几乎没有空气层，所以试验不考虑空气层对整体热保护的影响。

    二是结果预测。

    第一，阻燃性能。

    鉴于织物经纬向燃烧性能的一致性，本文仅对外部织物经纬向进行复杂的阻燃机制试验，可与其他纤维混纺，改善其燃烧脆化现象，是消防服用的理想外部织物。TPP值。

    TPP测试结果见表4。可组样品的综合TPP值集中在40~50之间，最高TPP值为51.9，最低TPP值为43.2，符合GA10-2002阻燃消防服TPP值≥28的标准。保温层的TPP值是层织物中最大的，对多层织物的综合保温性能起着至关重要的作用。

    三是结论。

    1、垂直燃烧试验结果表明，芳醚酯织物的阻燃性优于Nomex11IA和Kennnel织物，但燃烧后表面脆化严重，不适合直接制作消防服外层的NomexmA织物的损伤长度略大于芳醚酯，但碳化层坚固无孔，适合制作消防服外层的Kennnnel织物的损伤长度大于芳醚酯和NomexmA织物，但燃烧后无孔，也可用于消防服外层。

    2.3D阻燃间隔织物具有良好的透湿性，比传统消防服的防水透气层和隔热层质量轻。可以考虑消防服的设计，减轻消防员的负担。

    3、保温层在消防服整体保温中起着至关重要的作用。