对流热保护实际上是指对火焰的热保护。气体从火焰或高温物体获得能量后，密度发生变化，产生对流运动。高温气体携带能量流向低温区域，实现热量传递，从而产生对流热。消防服用于这种环境。消防队员在灭火过程中暴露在热空气中。为降低消防员烧伤的风险，消防服的外层织物和内层衬垫材料应采用耐热阻燃织物。
在实际应用中，有两种方式可以提高织物的阻燃性能:(1)在纤维中加入化学添加剂或对织物进行阻燃处理，即以吸附沉积、化学键合、非极性范德华力结合或粘结作用，使阻燃剂固着在织物或纱线上，以获得阻燃效果。(2)提高纤维中高聚物的热稳定性，即提高裂解温度抑制可燃气体的产生，增加炭化程度，使纤维不易着火燃烧。
常见的有机纤维是芳香族聚酰胺纤维即芳纶。芳香族聚酰胺纤维在较高温度下，能够保持固有的稳定性、非常低的收缩率和非常高的玻璃化转变温度。以典型的凯夫拉为例，凯夫拉纤维高温下轴向收缩，横向膨胀，它具有较好的热稳定性，由其化学结构式(如下)可知，纤维中不存在磷和卤素等易燃的化学元素，结构稳定，能耐高温，受热后不易分解出可燃物质，也不易生成烟雾，仅发生炭化。故此类防护服可为被防护者提供足够的时间逃离火场，同时防止内层衣服被点燃1。市场上常见的对位芳香族聚酰胺有美国杜邦公司的Kevlar系列、荷兰阿克苏公司的Twaron系列
2.2无机纤维。
目前，可用于制作热保护织物的无机纤维种类繁多，已广泛应用于玻璃纤维、氧化铝纤维、应时纤维、碳(石墨)纤维、碳化硅纤维、含钛碳化硅纤维、氮化硅纤维、氮化硼纤维等。无机纤维具有更好的阻燃性和耐热性，适用于1000℃以上的高温。普通耐高温纤维由SiO2或Al2O3、SiC、B等物质组成。表2列出了国内外广泛使用的耐高温无机纤维质量指标。
玻璃纤维是无机纤维中应用最广泛的。热保护领域使用的玻璃纤维一般都是经过特殊处理的耐高温玻璃纤维，如石英纤维。其软化点温度高达1250℃，热膨胀系数小；高硅氧玻璃纤维的耐热性接近及时纤维；铝硅酸盐玻璃纤维的软化温度高达1760℃，最高使用温度可达1260℃5。
碳纤维也是一种耐热性好的纤维，由有机纤维炭化而成。碳纤维的热膨胀具有各种异性特征，在高温下轴向收缩，在横向膨胀的空气中，温度超过400℃时会发生明显的氧化。
表2无机纤维常见热保护织物的质量指标。
碳纤维在不接触空气和氧化气体的情况下具有优异的耐热性，1500℃时强度开始下降2。市场上的碳纤维主要包括美国联合碳公司的Thomel系列、塞兰尼的GV-70和赫耳克里士的Magnamite-A。
3热保护织物的加工方法。
3.1纯纺法。
欧美国家倾向于使用阻燃耐热性好的高性能纤维制成纯纺织品。比如Nomex，BPII具有良好的耐热性、阻燃性和服用性。由于高性能纤维纯纺织物的保护性能来自纤维本身，其保护功能不会随着洗涤和穿着而降低，但纤维价格高，聚合物材料结晶度高，染色困难，在一定程度上抑制了纯纺织防护服产品的发展6。
3.2混纺法。
3.2.1耐热阻燃纤维混纺法。
混纺两种阻燃隔热纤维，获得的织物耐热性能优于任何纤维纯纺织品，如Nomex纯纺织品和Verel纯纺织品的限氧指数约为29.5，而Nomex和Verel混纺织品含有50%或75%的Nomex时，织物的限氧指数上升到32。这种方法不仅可以降低产品成本，还可以提高织物的美观性。
3.2.2耐热阻燃纤维与普通纤维混纺。
耐高温阻燃纤维和普通纤维混纺也可以获得具有热保护性能的织物，如棉和Nomex混纺阻燃织物。因为普通纤维不具备耐热阻燃性能，所以需要对坯布进行阻燃处理。这种混纺热保护织物价格相对较低，而且由于天然纤维柔软，吸湿性强，防护服穿着舒适，但耐热性相对较差。
3.3复合层压法。
3.3.1焰熔层压工艺。
焰熔层压工艺是指用火焰燃烧聚氨酯泡沫片，熔化裂解产生粘性物质，从而将不同的织物层压成复合织物的工艺过程。该复合织物对传导热(熔融金属)、对流热(火焰)和辐射热有很好的保护作用。值得注意的是，在生产过程中，要合理控制聚氨酯泡沫片的厚度，否则焰熔层压后会残留一层聚氨酯泡沫塑料，加热后会燃烧，降低整个复合物的性能。聚氨酯泡沫片在火焰熔化过程中最好完全分解成粘性物质，这不仅提高了复合织物的整体阻燃性，而且大大提高了粘结强度。
3.3.2粘合层压工艺。
粘合层压工艺是利用粘合剂将两种织物复合在一起。为了提高粘合强度，必须选择合适的整理剂和整理工艺对织物进行预处理。对棉织物而言，需要降低其临界表面张力，使粘合剂能够均匀地扩展到织物表面而不渗入织物内部。对于玻璃纤维织物，在复合前，应去除在纺丝制造过程中涂在玻璃纤维表面的浸润剂。此外，为了进一步提高复合材料的粘结强度，玻璃纤维经常在纺丝后涂偶联剂7。
3.4表面涂层法。
表面涂层是指在织物表面涂上有机耐高温聚合物，以提高材料的整体热保护性能。这种方法能有效保护对流热和辐射热。织物的涂层密封了热气流、火焰和辐射直接进入织物的通道，消除了织物多孔的致命弱点。由于涂层阻挡了大部分热量，材料中的热转移主要是传导。而且由于纤维的导热系数相当低，空气的导热系数只有纤维的十分之一左右，而且后者的体积含量一般高达70%-90%，所以材料的整体热转移在单位时间内会大大降低8，对被保护者起到很好的保护作用。3.5双层或多层织物。
实验表明，当重量相同时，双层织物的热保护性能优于单层织物，多层织物的热保护性能优于双层织物。双层或多层织物常用于对流热保护。对流热保护主要是通过在织物内部的纤维和纱线界面之间产生一次或多次能耗湍流，从而减少到达织物另一侧的热量。对于双层织物，针织物和机织物的内外双层组合优于机织物和针织物。这是因为外层织物密度比较大，表面纤维多，透气性差，使得内层织物能够保持相对稳定的空气层，而内层针织物所含的空气百分比比较大，所以织物的整体热保护性能更好。
4热保护织物的性能测试和评价。
热保护织物必须具有以下性能:
(1)阻燃性；
(2)完整性(衣服遇热或熔化后保持完整)；
(3)隔热(防止热转移，燃烧时无煤焦油等导热液滴落)；
(4)拒液(防止油、水、溶剂和其他液体渗入织物)
目前，常用的隔热防护服性能测试方法主要有以下几种:
4.1垂直燃烧法和限氧指数法。
垂直燃烧法测量火焰燃烧一定时间后织物的延长燃烧时间和碳化长度。限氧指数法测量氧氮气氛中面料燃烧所需的最低氧气密度。
4.2动态燃烧试验。
这是一种测量面料在应力状态下耐燃性的方法。也就是说，在火源强度和面料张力相对稳定的情况下，测量面料受热破裂的最短时间，从而表示面料在受力条件下的耐高温性。
4.3热保护性能测试(TPP测试)
该测试又称TPP测试(即ThemalProtectivePmfomanceTest)，是一种测量面料隔热性能的实验室方法。目前，TPP测试已成为耐热服装测试的重要测试标准。它将材料的热保护与人体感受联系起来，可以客观地预测服装在应用中的实际效果。已被列为一般的测试标准方法ASTMD-2863,NFPAl971(1986)。
4.4铜人(Themo-man)耐热防护服装评价系统。
铜人是一种全新的热防护服评价方法，模拟成年男性的身体皮肤，在铜人的整个身体表面均匀放置122个传感器。在实验中，先将Themo-man穿上实验服装，然后在实验室模拟燃烧环境中暴露一定时间，观察燃烧情况；同时，传感器每隔一定时间记录一次温度，并将采集到的数据输入计算机。通过对纤维织物耐热性的合理假设，计算出Thermo-man表面的热通量和纤维织物上升的温度。从这些数据可以得出结论，在这种试验中，人体承受的2度和3度烧伤的总量和位置以Themo-man的形式显示。铜人代表了一个全面、完整的测试概念。它不仅可以直接观察服装在火场上的情况，还可以定量测量。与其他测试不同，它对耐热性的测试仅限于面料部分，而是侧重于服装的整体和服装与人体的关系。
