闪火强热流对防火织物物理性状的影响研究

作     者：谢雨辰 

作者单位：东华大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李俊

授予年度：2013年

学科分类：0821[工学-纺织科学与工程] 08[工学] 082101[工学-纺织工程] 

主      题：阻燃织物 闪火强热流 热形变 手持三维扫描仪 因子分析 

摘      要：防火织物遇到火焰时会产生形变,并且形变程度受到织物自身性能以及接触热、辐射热等复杂环境条件的影响。消防服在面对复杂的火场环境产生的剧烈形变易导致灼热的织物接触皮肤;或者由于织物收缩致使皮肤直接暴露在外,进而造成皮肤严重烧伤。目前对防火织物燃烧形变的研究较少,对织物的外观研究主要集中在平整度、起毛起球以及折皱的评价方法上,研究手段主要是通过CCD摄像技术获取织物二维图象,运用数学算法恢复三维图象来分析织物的表面形态特征。本次研究基于TPP热防护性能测试,对6种阻燃织物进行短时闪火燃烧实验处理,燃烧时间分别为3s和4s。然后根据激光三角测距原理,使用手持三维扫描仪获取直观、准确的织物三维外观形态数据。通过使用逆向工程软件Geomagic对图象进行修补和点云数据优化后,使用ArcGis地质三维软件和Matlab进行高度、坡度的图象分析以及数据处理,提取8个特征值。通过建立阻燃织物燃烧形变等级评价体系,采用因子分析,分析特征量占织物形变特征的权重系数。用起拱最高值、起拱平均高度、投影体积3个特征量表征织物起拱;粗糙度、坡度平均值、褶皱密度、表面积比率4个特征量表征织物褶皱;燃烧收缩率表征织物收缩。最后通过起拱、褶皱和收缩来评价织物整体的形变。通过建立阻燃织物形变等级评价体系,可以准确评价6种织物不同燃烧时间的形变程度。对织物燃烧形变的影响因素进行研究。织物的克重、厚度与织物形变程度之间是负相关,其中克重对织物的形变影响更大。为了防止阻燃织物遇到火焰产生严重变形,首先应该考虑增加织物的克重;如果燃烧时间长,适当增加织物的厚度以减少形变效果明显。织物的热防护性能和燃烧形变程度之间呈负相关,织物的形变程度越严重,织物的TPP越低。燃烧4s的情况下,织物和服装的收缩率呈正相关,相关系数达到0.806,因此可以通过织物的燃烧收缩率预估服装收缩情况。通过对织物燃烧形变进行服装热收缩的预判断,为服装热收缩的研究提供基础数据和服装材料的选择依据。