[发明专利]织物热防护性能评估值的测评方法

说明书

本发明公开了一种织物热防护性能评估值的测评方法。其利用传感器采集多个热暴露时间(t_exp，i)条件下被织物覆盖的模拟皮肤在热暴露阶段和冷却阶段所吸收的热量Q_i(t)，根据Stoll烧伤准则，计算皮肤达到二级烧伤时所需的热量S(t)；根据传感器在t时刻所吸收的通过织物的热量Q_i(t)与皮肤达到二级烧伤时所需的热量S(t)，计算得到多个二级烧伤判别因子f_i，根据多个二级烧伤判别因子f_i值建立织物的因变量二级烧伤判别因子f_i与自变量热暴露时间t_exp，i之间的回归方程F(t_exp，i,f_i)，基于回归方程F(t_exp，i,f_i)获取织物的热暴露认证时间，从而获得织物的热防护性能评估值。本方案可以减少传统的热防护性能评价方法中物理迭代实验的次数、降低实验误差。

技术领域

本发明涉及了热防护安全技术领域，具体的是一种织物热防护性能评估值的测评方法。

背景技术

热防护性能测试方法和标准是高性能防护服装及装备研发的基础。目前，许多国家已经对热防护材料和产品的性能提出立法要求，织物热防护性能的评价方法及测试设备也在不断发展和完善。

热防护性能测试(Thermal protective performance，简称TPP)、辐射热防护性能测试(Radiation protective performance，简称RPP)是分别用于阻燃防护服、防护手套等评估其材料阻隔混合热对流/热辐射渗透能力以及100％热辐射渗透能力的早期方法，其测试标准分别为ASTM D4108-87、ASTM F1939-99a。利用TPP、RPP测试，前期对织物材料的传热性能及其影响因素进行了广泛研究，结果表明，热防护织物的防护性能从根本上与其物理性能(厚度、密度、重量、透气性、导热性和织物结构)有关。但是，传统的TPP、RPP试验只考虑暴露过程中传输的能量，却忽略了热暴露停止后测试样品中储存的热能释放。当着装人体离开热暴露环境后，面料中储存的热量便会持续释放至皮肤，从而可能引起或者加速皮肤烧伤，因此TPP、RPP测试实质上并不具备预测皮肤烧伤的功能。而在TPP、RPP测试的实际使用中，终端用户常会误认为TPP、RPP值反映的是防护材料所能提供的二级烧伤防护时间。为此，ASTM F23员会于2008年制定了新标准ASTM F2700-08、ASTM F1939-08以分别替代ASTMD4108-87和ASTM F1939-99a。新标准ASTM F2700-08、ASTM F1939-08中明确指出这些测试方法未考虑离开热源后织物的放热作用，因此没有预测皮肤烧伤的功能，此外为避免TPP、RPP继续被误用，重新定义了“热传递性能值”(Heat transfer performance value，简称HTP)和“耐热辐射性能”(Radiant heat resistance，简称RHR)，HTP、RHR测试的本质仍为传统的TPP、RPP测试，其计算方法与TPP、RPP一致。

为实现皮肤烧伤预测功能，2008年ASTM F23委员会又制定了另两个考虑热暴露结束后织物对皮肤放热作用的测试标准ASTM F 2703-08(针对热辐射和热对流混合作用的热暴露条件)、ASTM F2702-08(针对100％热辐射条件)。该类标准的测试条件与ASTM F2700-08、ASTM F1939-08一致，但要求在织物热暴露结束后继续对传感器数据进行采集，以便评估传热全程中织物的热防护和热危害作用的综合效果，进而实现烧伤预测，这与传统TPP、RPP测试相比，已经有了较大突破。标准中新定义了织物“热防护性能估计值”(Thermalperformance estimate value，简称TPE)、“热辐射性能值”(Radiant heat performancevalue，简称RHP)作为热防护性能的评价指标，其计算如下：

TPE/RHP＝t_trial×HL (公式1)