摘要
消防员在执行抢险救灾任务时，手部动作如抵挡或推拉类频繁。消防手套作为一种重要的防护装备，其性能决定了消防员在火场的作业状态。受火势与手套热防护性能的影响，人体手部皮肤温度也随之不断变化，易造成烧伤和热蓄积，阻碍救援活动进行。消防手套较厚较大，随着消防员戴手套作业时间变久，手部活动次数增多，容易出现手部疲劳程度加大与灵活性下降的问题。可见，合适的消防手套不仅可以充分发挥防护作用，还可以提高工作效率、延缓疲劳感的产生、增加应急反应时间。因此，消防手套应在具备优异的防护性能的同时，还应保持良好的工效性。 消防手套通常由阻燃外层、防水层、隔热层、舒适层4层组成。本文首先选取了5种外层、4种防水层、6种隔热层和2种舒适层面料，测试了其结构参数及各类服用性能，通过线性回归分析了织物热防护性与结构参数、服用性能的定量关系。选取各层性能较好的3种织物进行三因素三水平正交实验，对得到的9种织物组合进行TPP热防护性测试，利用极差分析探究单层织物对多层织物TPP值的影响。其次，选取正交实验得到的9种织物组合制作9种手套，选用其中热防护性能最优的手套织物组合，设计并制作不同结构、尺寸的手套。利用火焰手系统测试9种消防手套的热防护性能，通过线性回归分析各性能指标对手套热防护性能的影响程度。采用多属性决策方法对9种消防手套进行综合评价，得到综合性能最优的织物组合手套，测试并分析不同结构、尺寸对手套热防护性能的影响。选取最优的织物组合，根据课题小组研究成果及国家手部号型标准要求，以国家消防手套尺寸为参考，确定3种号型，制作不同规格的综合性能最优的消防手套，并选取不同身高区间的测试者进行工效性测评，通过线性回归分析了手套各项工效性与手套尺寸或其他影响因素的定量关系。 研究结果表明：1）多层织物TPP值最好的是Z8（双层织物/PTFE膜/芳砜纶毡/芳纶1313、黏胶），外层织物的种类变化对多层织物组合的热防护性影响显著，分别建立了外层织物TPP值与透气性、耐切割性和撕破强力的回归模型。9种手套中热防护性最好的手套为Z3（芳纶1313、1414/PTFE膜/预氧化毡/芳纶1313、黏胶），综合性能最好的手套为Z4（芳纶1313、1414/TPU覆膜/芳砜纶毡/芳纶1313、黏胶）。2）建立手套热防护值与平均热通量、平均升温速率、质量损失率、平均热收缩率的回归模型，其中平均热通量、质量损失率和平均热收缩率对手套热防护能力影响显著。尺寸、结构的改变对火焰手热防护性存在一定影响，消防手套的TPP测试结果和火焰手测试结果反映的手套热防护性能存在显著差异。3）分别建立了握紧性能与手套尺寸、裸手拉重力，以及疲劳时间与手套尺寸、疲劳等级的回归模型，160-170cm身高区间的消防员适合L码的消防手套，而170cm以上身高的消防员适合XL码的消防手套。 本文从外层织物性能、多层织物性能、手套热防护性能和手套工效性4个方面探究消防手套的综合性能及其影响因素，研究得到的结果可为未来新型消防手套的开发提供依据。
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