在实际灭火救援工作中,消防员多数时间处于辐射热环境下,其高温造成阻燃防护服纤维原材料的热收缩,会改变服装内部空气层而直接影响整体的热防护性能,给消防员生命安全及消防工作的顺利进行带来严重隐患。因此对阻燃防护服织物热收缩与其内部空气层变化的研究具有重要意义。文中选取目前市场中在高温环境下产生热收缩并形成一定厚度空气层的7种(W1-W7)不同热收缩率的阻燃双层织物为研究对象,探究双层织物产生空气层与热收缩关系的同时,模拟低辐射热环境温度,研究热解作用对织物热防护性能的影响。再配以2种防水层(F1、F2)、2种隔热层(G1、G2)、2种舒适层(S1、S2),运用混合水平正交实验设计三层和四层织物组合,研究多层织物组合的热防护性能,并综合多个指标运用多属性综合评价法对双层织物进行综合评价,运用综合评分法对多层织物组合进行最优化讨论。主要结论如下:(1)运用三维扫描和图像处理技术定量表征织物产生空气层的平均厚度和投影面积热收缩率,研究两者间的关系。结果得出织物热作用5min,以作用温度为变量时,在一定温度范围内随着温度升高,织物热收缩率和空气层的平均厚度均增大,两者呈正相关关系,但当温度继续升高,织物产生空气层的厚度到最大限度时,空气层的厚度变化不明显,热收缩会继续变大。热作用温度为260℃,作用5min时,织物内部空气层厚度基本稳定,以时间为变量,发现织物产生的空气层和热收缩随时间变化不明显,但两者均有增大的趋势,而此时织物热收缩与产生空气层的平均厚度呈负相关关系。(2)热防护性能方面,双层织物热防护性与面密度呈正相关、与厚度和透气性无显著相关性、与热收缩率呈负相关、与空气层的平均厚度呈正相关,因此热作用下织物产生的空气层增强了热防护性。但当产生空气层达到一定限度,热收缩继续增大,空气层正向影响小于热收缩的负向影响时,热防护性有减弱的趋势。织物TPP值与基本性能、空气层、热收缩间的回归关系分别为:Y1=-31.65+0.22X1(Y1为TPP值,X1为面密度)、Y2=-13.587+0.124X21+1.649X22(Y2为TPP值,X21为面密度,X22为空气层厚度)、Y3=12.896-86.538X31+2.218X32+0.006X33(Y3为TPP值,X31为热收缩率,X32为空气层厚度,X33为透气性)。通过多属性综合评价,7种织物综合厚度、面密度、透气性、阻燃性、TPP值及其测试后质量损失率、受高温作用变色程度、热收缩率、空气层平均厚度十个指标的排序为:W4>W7>W2>W5>W1>W3>W6。(3)运用混合水平正交实验,选取4种较优的阻燃双层织物为外层,研究多层织物组合的热防护性能发现,三层和四层织物组合TPP值均达到(iA 10-2014《消防员灭火防护服》要求。去除隔热层的三层组合实现了为消防服减重的目的,而去除防水层的三层组合透气性、透湿性最大,可用于干态高温工作场所隔热服的设计制造。四层组合中影响整体热防护性能因素主次关系为:舒适层(S)>外层(W)>防水层(F)>隔热层(G),其中TPP值最高的组合为W2F1G2S2,去除隔热层的组合中TPP值最高的为W2F1S2,去除防水层的组合中TPP值最高的为W7G2S2。综合织物组合的TPP值、面密度、厚度、透气性、透湿性五个指标,对织物组合进行综合评价得到:四层织物最优组合为W7F2G2S2,去除隔热层最优组合为W2F2S2,去除防水层最优组合为W7G2S2。