摘要
消防服是灭火救援过程中重要的防护装备，特别是其中的隔热层，对提升消防服的热防护效果具有重要意义。目前消防服隔热层主要是采用芳纶1313、芳纶1414等高性能纤维通过针刺或水刺加工而成；而聚酰亚胺纤维具有阻燃、热稳定性好等优势，已广泛应用于消防服表层面料，但在隔热层中尚未实现工程应用。本课题即以消防服隔热层为研究对象，拟进一步提升其阻燃性能和热防护性能，为消防员提供更高效的防护。本课题以芳纶1313、聚酰亚胺、阻燃涤纶为纤维原料进行水刺，探讨最优的纤维配比并进行镀铝加工，探讨涂覆方式对水刺毡性能的影响。 本课题先对三种纤维进行性能测试，发现聚酰亚胺的拉伸强度、摩擦系数、阻燃和耐热性能在三种纤维中最好，极限氧指数高达44%，其作为隔热层原料可以有效提高隔热层的强力和阻燃、耐热性能。除此之外，还可混入芳纶1313和阻燃涤纶纤维，芳纶1313回潮率高达5.22%，吸湿性好，在水刺过程中可以充分吸收水针能量，有利于纤维缠结加固，提高隔热层的缠结系数；阻燃涤纶线密度较大，在梳理铺网时可以作为骨架结构提高成网的均匀性，同时可以降低生产成本。 然后以芳纶1313为原料，采用单因素分析法研究不同水刺工艺参数对水刺毡缠结系数的影响，研究表明，随着水刺压力和水刺道数的增加，水刺毡的缠结系数逐渐增大，但增加的幅度逐渐减小；随着输网帘速度的增大，水刺毡的缠结系数逐渐减小。 之后采用最佳水刺工艺以芳纶1313、聚酰亚胺、阻燃涤纶为原料制备了9种不同纤维配比的隔热层试样，测试分析其力学、透气、热稳定、阻燃、热防护和保暖性能。结果表明，各试样的透气性均较好，能够满足使用要求；随着聚酰亚胺含量的提高，总体上隔热层的各项性能都有提高；随着阻燃涤纶含量的提高，试样的力学性能、热稳定性能、阻燃性能及热防护性能基本呈下降趋势，但是热阻先增大后减小。综合对比可知，聚酰亚胺/芳纶1313/阻燃涤纶的比例为50/40/10时，隔热层的综合性能最优。 最后，本课题对性能最优的试样进行镀铝工艺研究，以点粘合涂覆和刷涂涂覆两种方式进行单面镀铝，研究表明，刷涂试样的热稳定性能提高，而点粘合涂覆试样的热稳定性能略有降低；但镀铝试样的极限氧指数和纵横向损毁长度均有改善，热防护性能（TPP 值）有显著提升，两种镀铝试样的 TPP 值分别比原始试样提升了43.7%和54.1%，这是因为金属铝具有良好的阻燃和反射热辐射功能，本课题的研究为提升消防服的热防护效果提供了思路。
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