典型热塑性材料燃烧特性概述VIP专享VIP免费

典型热塑性材料燃烧特性概述热塑性材料由于其具有加工方便、质量轻、防水、防腐蚀且价格低廉等优点，已被广泛用于家具、内装修及建筑外保温等领域。然而，由于热塑性材料特殊的物理化学性质，受热易软化熔融并产生滴落或流动，形成壁面火或油池火，从而加快火灾蔓延速度，扩大火灾面积，极大地提高了火灾危险性。1热塑性材料火灾危险性热塑性材料在现代人类日常生产生活中扮演着十分重要的角色，以室内装饰材料为例有：用于顶棚装修的木龙骨、泡沫塑料板；用于墙面装修的可燃墙纸、墙布；用于地面装修的地毯；用于隔断装修的胶合板、纤维板；用于沙发、卧具的聚氨酯泡沫塑料等。由于含有C、H、O等助燃性元素，大部分热塑性材料都具有热解性和燃烧性，可见热塑性材料在给予人们方便美观的同时，也增加了建筑的火灾荷载，带来了巨大的火灾隐患。近年来国内许多大型火灾事故都与热塑性材料密切相关。例如：1、2000年12月25日晚，河南洛阳东都商厦发生特大火灾，309人死亡，直接经济损失275万元。火灾是因该商厦地下一层非法施工、施焊，人员违章作业，电焊火花溅落到地下二层家具商场的沙发和塑料泡沫等物品上造成的。2、2009年2月9日晚，央视新大楼北配楼发生火灾，直接经济损失1。6亿元，造成了严重恶劣的社会影响，其主要原因是外立面保温材料（热塑性材料）被烟花引燃，可燃物熔融燃烧后向下流淌，形成了火势由上向下、由外向内蔓延的特殊燃烧现象。热塑性材料火灾危害性表现在四个方面：一是增加建筑物火灾荷载；二是火焰可通过可燃物表面蔓延，热塑性材料还会形成流动的液体，扩大了火灾范围；三是加速火灾到达轰燃时间；四是热塑性材料燃烧产生的大量有毒性气体和烟雾。2研究现状热塑性材料参与的火灾过程是极为复杂的，不仅与材料的热解机理、点燃特性和火蔓延特性有关，而且与室内环境包括室内的温度、热辐射强度和烟气流动等因素密切相关[2]。目前国内外针对几种典型热塑性材料如PP（聚丙烯）、PE（聚乙烯）、PS（聚苯乙烯）、PMMA（聚甲基丙烯酸甲脂）和PVC（聚氯乙稀）的研究主要有：2.1小尺寸模拟实验早期对热塑性材料的研究工作大多针对PMMA和PU等在燃烧过程中不会出现熔融流淌行为的材料，所得结论并不适用于大多数典型热塑性材料。近年来，对于热塑性材料熔融滴落等燃烧行为的研究逐渐开展起来，主要通过多种热分析仪器如锥形量热仪、热重仪，测得材料的热释放速率、辐射热通量、质量损失速率、发烟量、烟气毒性、减光性以及点燃特性等，以分析典型热塑性材料的热解动力学行为。但由于聚合物自身的化学特性，无法保证材料各动力学参数的完全一致。国内外专家有关热塑性材料燃烧特性和规律的理论与实验研究成果非常丰富。如Ohlemiller等人利用小尺寸实验对聚合物粘性对熔融流动与可燃性进行了研究，研究了点火源与材料的间距、点火源的高度和材料与底部距离对火灾过程的影响。青岛科技大学张军在早期研究工作的基础上，对常见的热塑性材料的燃烧行为进行了实验研究，初步分析了熔融流动对向上火蔓延规律的影响，并且提出了利用锥形量热仪确定热塑性材料导热系数的方法。但是小尺寸实验与实际火灾情况差距相去甚远，只能为理论研究提供实验条件下的数据，适用于特定条件下热塑性材料燃烧性能之间的对比，不能作为材料在实际火场中燃烧行为的评估标准。2.2大尺寸模拟实验由于热塑性材料特殊的物理化学性质，燃烧过程中可能出现熔融、滴落、坍塌等现象，而小尺寸实验无法完全展现出来，不能反映真实火灾情况。因此专家学者也设计并开展了一系列大尺寸的模拟实验，深入了解和分析热塑性材料的火灾行为。如Sherratt等人搭建了SedanandKebab实验装置对热塑性材料进行火灾研究，指出材料滴落形成的油池火极大的增大了热塑性材料燃烧过程中的热量释放，并阐述了油池火与本体材料燃烧的相互促进作用。徐亮、谢启源等人利用ISO9705实验平台及其配套装置，对PP、PE、PS、PMMA等热塑性材料在敞开空间条件下的燃烧行为进行了初步的实验研究。程旭东等人基于ISO9705设计并搭建实验平台，分析研究了不同火灾工况条件下的受限空间内热塑性材料燃烧行为的变化规律，并考虑样品厚度、通风...