研究目的
研究近红外光谱技术预测野外消防员及其他工作者防护服热老化织物抗拉强度的能力。
研究成果
近红外光谱技术可通过在少数波长下的反射率测量来预测热老化织物的拉伸强度,所建模型能获得较高的调整后R2值。这种无损检测方法在评估在用防护服方面展现出实际应用潜力,但需进一步研究以解决现有局限并拓展至其他织物类型和老化条件。
研究不足
该研究是一个概念验证,存在以下局限性:缺乏300牛至600??估慷确段У难盗肥?、仅关注单层Nomex IIIA织物、未评估紫外线辐射或磨损等其他老化因素,以及实际环境中污垢可能造成的干扰。未来工作应解决这些问题以提高模型的准确性和适用性。
1:实验设计与方法选择:
研究采用锥形量热仪对织物试样进行不同热通量和时长下的热老化处理,随后测量拉伸强度并进行近红外光谱分析。通过多元线性回归建立拉伸强度与反射率值的相关性。
2:样本选择与数据来源:
使用四种颜色(宝蓝、红色、黄色、深蓝)的Nomex IIIA织物试样,裁剪为15厘米×10厘米并调湿处理。试样分别暴露于10、20、30和40 kW/m2的热通量下进行规定时长处理。
3:30和40 kW/m2的热通量下进行规定时长处理。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:锥形量热仪(Fire Testing Technology)、Schmidt-Boelter热通量计(Medtherm)、红外测温仪(Cyclops 300AF,Minolta/Land)、数据采集系统(Agilent 34970A)、拉伸试验机(Instron 1122)、紫外-可见-近红外分光光度计(Cary 5G,Agilent)、热重分析仪(TA Instruments Q500)、数据分析软件MATLAB。
4:2)、紫外-可见-近红外分光光度计(Cary 5G,Agilent)、热重分析仪(TA Instruments Q500)、数据分析软件MATLAB。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:试样在锥形量热仪中进行热老化处理,记录温度变化,按ASTM D5034-09标准测量拉伸强度并获取近红外反射光谱。数据通过MATLAB中的多元线性回归进行分析。
5:数据分析方法:
采用多元线性回归建立拉伸强度与反射率值的相关关系,统计指标包括R2和调整后R2。
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获取完整内容-
Data Acquisition System
Agilent 34970A
HP Agilent
Used to record temperature data from the infrared thermometer.
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UV-Vis-NIR Spectrophotometer
Cary 5G
Agilent
Used to obtain near-infrared reflectance spectra of the fabric specimens.
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Cone Calorimeter
Fire Testing Technology
Used for thermal aging of fabric specimens by exposing them to controlled heat fluxes.
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Schmidt-Boelter Heat Flux Gauge
Medtherm
Used to measure heat flux at a distance from the heater for calibration.
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Infrared Thermometer
Cyclops 300AF
Minolta/Land
Used to measure the temperature of the fabric specimens during thermal exposure.
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Tensile Testing Machine
Instron 1122
Instron
Used to measure the tensile strength of the fabric specimens.
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Thermogravimetric Analyzer
TA Instruments Q500
TA Instruments
Used for thermogravimetric analysis to interpret changes in fabric properties.
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MATLAB
MathWorks
Used for multivariate linear regression analysis to correlate tensile strength with reflectance values.
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