纺织材料的热性能测试分析.docx

          纺织材料的热性能测试分析                    摘要：随着纺织业迅速发展，纺织品也从民用、装饰用、产业用纺织品逐渐应用到航空、军事、火箭等高科技领域人们在制备高性能热防护纺织品的过程中，经常需要测试纺织品的阻燃隔热等性能，很多时候还需要进一步分析材料的热裂解过程，测试材料所释放气体的毒性等随着科技的进步，各类测试材料热性能的方法逐步增多，仪器设备也迅速发展目前常用的测试纺织材料热分析的方法主要有:热重分析法，差示扫描量热法;纺织材料的阻燃性能及热防护性能测试方法:热防护性能、垂直燃烧法、水平燃烧法、氧指数测试法、锥形量热法、暖体假人系统测试法;隔热性能方面有平板式保温仪、热常数分析仪本文主要归纳总结了各种热分析方法的机理、特性及应用标准等，并结合实例详细说明每种方法的实际应用，可为今后热防护纺织材料的制备和性能测试提供依据鉴于此，本文是对纺织材料的热性能测试进行研究，仅供参考关键词：热分析；阻燃性能；热防护性能；隔热性能一、热分析1、热重分析法热重分析法是在程序控制温度过程中，观察样品的质量随温度或时间的变化关系，当被测物质在加热过程中有升华、汽化、分解出气体或失去结晶水时，被测的物质质量就会发生变化。

这时热重曲线就有所下降通过分析热重曲线，可以知道被测物质在多少度时产生变化，并且根据失重量可以计算失去了多少物质热重分析法的特点是定量性强，能准确地测定物质的质量变化及变化的速率1）工作原理最常用的测量的原理有两种，即变位法和零位法变位法是根据天平梁倾斜度与质量变化成比例的关系，用差动变压器等检测横梁的倾斜度或弹簧的伸长量来称量物质的质量，并自动记录零位法是采用差动变压器法、光学法测定天平梁的倾斜度，然后去调整安装在天平系统和磁场中线圈的电流，使线圈转动恢复天平梁的倾斜由于线圈转动所施加的力与质量变化成比例，这个力又与线圈中的电流成比例，因此只需测量并记录电流的变化，便可得到质量变化的曲线2）分析应用随着科学研究的发展，热重法已被用于跟踪反应过程、控制原料质量、动力学研究、考察材料的热稳定性和阻燃性等如陈翠红，张燕楠等以四种聚合物膜为研究对象，用热重法对不同种类的聚合物膜进行研究，分析热稳定性并比较使用寿命，探讨适用于膜结构中空玻璃系统的聚合物膜2、差示扫描量热法差示扫描量热法是20世纪60年代出现的一种热分析方法，它是在差热分析的基础上发展起来的，在程序控制温度过程中，测量样品与参比物之间的功率差和温度关系的一种技术。

该法主要特点是使用的温度范围比较宽(－180℃～700℃)、分辨力和灵敏度髙、样品用量少、实验省时易操作、重复性好二、热防护性能热防护性能是消防服必须具备的一项重要防护性能，热防护性是织物减缓和阻止热量传递的性能，其实质是使外界的高热较慢地转移至皮肤，使热源产生的高温对人体的损害程度减至最小1、适用标准GB8965.1－2009《防护服装阻燃防护第1部分:阻燃服》;GA10－2002《消防员灭火防护服》;GA634－2006《消防员隔热防护服》;NFPA1971《StandardonProtectiveEnsembleforStructuralFireFighting》;ISO17492《TechnicalCorrigendum1－2004耐热和火焰的防护服暴露于火焰和辐射热的热力传输的测定》2、工作原理热防护性能是指透过织物引起人体二度烧伤的热能值，单位为千瓦秒每平方米(kW·s/m2)热防护性能的值越高，织物的热防护性能越强在测试样本和热传感器间留一定空隙，用以测试织物对热源和人体皮肤之间提供阻隔的能力(间隔热防护);织物与热传感器接触，用以测试织物的隔热能力(接触热防护)3、分析应用热防护性能由热防护性能测试仪(TPP)测出，它是美国精密制造的产品，热防护性能是评价材料的热防护功能的重要技术指标，是耐热服装主要的性能测试方法，如李宁，朱方龙采用热防护性能仪对消防服外层用织物进行热防护性能测试，研究了阻燃织物热防护性能的影响因素。

三、阻燃性能1、垂直燃烧法垂直燃烧法的最大特点是火焰从织物的切割边缘将织物点燃，而且在火焰区，织物是被火焰包围着的这使织物的正反两面都被火焰包围的情况下测试织物阻燃性能的方法，具有一定的针对性2、水平燃烧法该法用于测量水平放置的样品燃烧时火焰蔓延的速率，交通工具内饰用纺织品的燃烧性能评价多采用此法该法是在FZ/T01028水平燃烧仪上操作完成1）适用标准.FZ/T01028－1993《纺织织物燃烧性能测定水平法》此方法适用于各类纺织品2）基本原理.在规定的试验条件下，对水平方向的纺织试样点火15s，测定火焰在试样上的蔓延距离和蔓延此距离所用的时间3）分析应用.建筑中常用的塑料种类繁多，而塑料制品自身又容易燃烧梁奎采用水平燃烧法研究了塑料在小功率火焰下的燃烧特性，尤其对电子产品局部过热引发火灾有很大的参考价值，消防监督中常用水平燃烧法快速鉴别塑料的燃烧性能，对判定塑料等级发挥重要作用3、氧指数法氧指数法是评价材料相对燃烧性能的常用方法之一，氧指数是指在规定的试验条件下，使材料恰好能保持燃烧状态所需氧氮混合气体中氧的最低体积浓度氧指数越高，材料燃烧时的需氧量越大，在空气中越难燃烧4、锥形量热法锥形量热法是近年来广泛运用在阻燃材料研究领域的一种测试手段，它的主要特点就是更好的模拟了火灾现场，并集燃烧释热、失重、发烟及烟气组分研究为一体可同时获得样品燃烧时有关热、烟、质量变化及烟气组分等多种重要信息。

1）适用标准锥形量热法热释放率测试的最新版本标准为ISO5660－1－2016ISO5660－1热释放率测试的方法应用于许多方面2）基本原理锥形量热法的测试是在锥形量热仪上操作完成的，它的工作原理是“耗氧原理”当样品在锥形电加热器的热辐射下燃烧时，火焰就会消耗掉空气中一定浓度的氧气并释放出一定的燃烧热值锥形量热法就是基于此点根据材料在燃烧时消耗氧的量计算、测量在燃烧过程中的热释放速率、质量损失速率等参数用以分析判断材料的燃烧性能3）分析应用锥形量热法在聚合物材料燃烧和阻燃性能方面的应用领域主要有:评价聚合物材料和产品的燃烧性能;研究材料的阻燃机理;研究阻燃剂在聚合物材料中的阻燃效果;研究和评价聚合物材料的发烟行为;进行火灾模型化研究张阳，代培刚等人以聚合物材料锥形量热法的试验数据为基础，详细讨论了各燃烧参数在评价和研究聚合物的燃烧性和阻燃性中的意义和应用，使锥形量热法在聚合物的阻燃性研究及火灾的预防方面有广阔的发展前景结束语了解上述纺织材料隔热、阻燃和导热性能的几种测试方法，各种方法的原理及应用，可为开发新型热防护纺织品提供理论基础，使阻燃纺织品的发展前景更广阔参考文献:[1]韩晨晨,郑振荣,张楠楠.纺织材料的热性能测试分析[J].成都纺织高等专科学校学报,2017,34(03):185-189.[2]成强.用于检测硫化氢功能纺织材料的研究[D].东华大学,2017.[3]李敏.耐水压超疏水材料的制备及性能研究[D].陕西科技大学,2017.[4]潘启天.基于热湿耦合模型的三层多孔纺织材料参数决定反问题[D].浙江理工大学,2017.[5]丁颖.木棉纤维的改性及染色性能研究[D].东华大学,2016.  -全文完-。