CONE法研究木材阻燃剂的阻燃性能

采用锥形量热仪法,评价木材阻燃剂FRW的系列产品FRW-C1和FRW-C2的阻燃性能.结果表明,当热辐射功率为50 kW/m2时,FRW-C1和FRW-C2阻燃处理红松的热释放速率、总热释放比红松素材显著降低,点燃时间、残余物质量分数和火灾性能指数均比素材大幅提高,二者均能有效地降低木材燃烧时的热释放和发生强烈火灾的潜在危险性,阻燃作用显著.     

FRW阻燃杉木积成材的阻燃性能

采用FRW阻燃剂对杉木积成材进行了阻燃处理,用锥形量热仪测定了不同载药率下处理材与未处理材的阻燃性能.结果表明:在50kW/m2的热辐射功率下,杉木积成材经FRW阻燃处理后,其热释放速率和总热释放量随着载药率的增大而减小,当载药率为10.07%(质量分数)时,处理材的热释放速率和总热释放量比未处理材降低了约50%;与未处理材相比,处理材的点燃时间明显延长,炭生成量明显增加;FRW阻燃处理杉木积成材的阻燃效果显著.     

热辐射通量对PMMA燃烧特性影响的实验研究

采用锥形量热仪研究了15~65kW/m2范围内不同的热辐射通量对PMMA燃烧特性的影响。结果表明,PMMA的平均热释放速率、质量损失速率和CO2产率与热辐射通量成线性递增关系;计算得到PMMA的气化热为2.35kJ/g;点燃时间和到达峰值时间随着辐射通量的增加而呈指数衰减趋势;CO产率与比消光面积随着热辐射通量的增加而增大;热辐射通量对有效燃烧热和总释放热的影响较小。并将实验得到的PMMA的燃烧特性参数与文献报道的值进行了对比,可以作为PMMA的燃烧性能测试及火灾危险性评价的参考。     

非铺地建筑材料及制品释热性评价参数分析

分析了用燃烧增长速率指数评价非铺地建筑材料及制品释热性存在的问题,提出了用最大平均热释放速率指数作为非铺地建筑材料及制品释热性评价参数的建议。聚氨酯硬泡沫保温板、阻燃细木工板、未阻燃细木工板、橡塑保温板、阻燃胶合板和未阻燃胶合板等6种材料的单体燃烧试验结果与数据分析表明,燃烧增长速率指数往往会过高估计测试样品的释热性,最大平均热释放速率指数较好地反映了测试样品在整个受火过程中的释热性。     

典型变压器油燃烧特性及烟气危害性研究

利用锥形量热仪及傅里叶变换红外光谱仪,测试了典型变压器油在3种不同外加热辐射通量下的燃烧特性和烟气危害性。重点对比了凝固点不同的KI25X和KI50X变压器油的燃烧过程和火灾危险性。结果表明,外加热辐射通量和变压器油的类型均会对燃烧特性和火灾危险性产生影响。随着外加热辐射通量的增加,两种变压器油的点燃时间均缩短,HRR、生烟率及CO的浓度峰值随之增加。当外加热辐射通量提高至35 kW/m²时,KI50X变压器油火灾的蔓延速度更快,释放出的毒性气体浓度更大,此时其火灾热危险性和烟气危害性相较更大。     

基于CONE数据的材料热释放速率随辐射通量变化的研究

采用锥形量热仪测得几种材料在不同辐射通量下的燃烧性能数据，研究了不同的热辐射通量对热释放速率峰值、热释放速率平均值以及材料的点燃时间、到达峰值的时间、熄灭时间的影响。结果表明：同种材料在不同辐射通量下的热释放速率曲线形状是相似的，并且热释放总量是一个定值；平均热释放速率和热释放速率峰值是辐射通量的线性函数关系；点燃时间随着辐射通量的增加而呈指数衰减趋势；到达热释放速率峰值与火焰熄灭的时间基本上随着热辐射通量的增加线性递减。     

软质聚氨酯泡沫热释放速率研究

以软质聚氨酯泡沫为研究对象,采用锥形量热仪开展实验研究,分析不同热辐射与样品厚度对软质聚氨酯泡沫热释放速率的影响。辐射热通量15~50 kW/m~2,软质聚氨酯泡沫密度为30 kg/m~3,样品按照ISO 5660标准裁剪成100 mm×100mm的试样。结果表明:软质聚氨酯泡沫在热辐射较低时,热释放速率呈现双阶段过程,分别对应聚氨酯多孔介质燃烧熔融为焦油以及焦油的燃烧过程;热辐射较高时,热释放速率呈现单阶段过程,主要为焦油的燃烧过程;热辐射为中等强度时,其燃烧行为随机呈现单阶段或双阶段过程,且双阶段比单阶段过程燃烧更为充分。样品厚度较小时,软质聚氨酯泡沫呈现单阶段燃烧过程;厚度较大时则呈现出双阶段燃烧过程。     

热辐射通量对谷物粉尘燃烧特性的影响

为研究热辐射通量对谷物粉尘燃烧特性的影响,以可食用玉米淀粉为研究对象,采用锥形量热仪(CONE)研究不同热辐射通量对热释放速率、质量损失速率、烟气温度、引燃时间等的影响。原料分别过120、140、160、180、200目标准筛进行筛分,于22、24、26、28、30 kW/m~2热辐射通量下进行点火燃烧实验。结果表明:相同测试条件下,玉米淀粉热释放速率峰值随热辐射通量的增大而增加,30 kW/m~2时峰值强度增大至最大80.293 6kW/m~2。热辐射通量变化对平均热释放速率、平均有效燃烧热、放热总量的影响较小。质量损失速率变化曲线随热辐射通量的增加向左移动,辐射通量22 kW/m~2质量损失速率曲线呈现一个较大的峰,其他辐射通量时均呈现双峰特征。烟气温度变化曲线随热辐射通量的增加整体向上移动。引燃时间随热辐射通量的增加而减小,呈线性减小关系且影响较大:热辐射通量为22 kW/m~2时,引燃时间为104 s;30 kW/m~2时,引燃时间减小至58 s。故相关涉粉企业在生产过程中应加强厂房内通风换气,严格控制设备、通风除尘管道等的温度避免内部热辐射温度过高。     

树脂漆对木材燃烧特性与烟气毒性的影响

选取带有表面树脂漆的桦木和楸木,采用锥形量热仪,选取25、35、45、55kW/m~2的热辐射通量,分析不同热辐射通量条件下的点燃时间、燃烧初期热释放速率特性、总热释放速率、一氧化碳体积分数等,得出表面漆对木材燃烧特性与烟气毒性特性的影响。结果表明:表面漆对桦木的最小点火能并无较大影响,减小了楸木的最小点火能;表面漆明显增大第一个热释放速率峰值;涂有表面漆的木材燃烧时一氧化碳体积分数会出现一个峰值;表面漆对木材燃烧特性的影响与木材种类密切相关。     

聚氯乙烯热解及火灾行为

用热失重法研究了聚氯乙烯在空气中的热分解特性,并建立了聚氯乙烯热解动力学模型。用锥形量热仪对聚氯乙烯在不同热辐射通量强度下的燃烧进行了分析,通过试验数据推导了聚氯乙烯的点燃温度、临界热辐射通量及维持燃烧所需的最小热辐射强度。利用大尺寸墙角火试验对聚氯乙烯材料的真实火灾行为进行了研究。PVC空气中的热解包括脱氯反应过程,环化、芳化和降解过程,碳的氧化反应过程。减小PVC的火灾危害应重点研究如何减少PVC的发烟。     

家具板材的燃烧性能和环保性能分析

基于现阶段校园家具中常用的人造板材,对其分别进行燃烧性能和环保性能测试,采用引燃时间、单位面积热释放速率峰值、放热总量、产烟总量和甲醛释放量这五个关键性能指标,得出板材综合性能评价结果。结果表明：随着辐射照度的升高,板材阻燃性能会降低;采用浸渍纸贴面措施对板材点燃时间有一定提升,但在热释放速率、放热总量和总产烟量指标上均有不同程度上浮;胶合板和浸渍纸饰面胶合板的热释放速率、产烟总量大,阻燃性能较差。     

CS/h-BN/APP层层自组装涂层阻燃杨木的研究

为提高杨木的阻燃性能,利用带正电性的壳聚糖/六方氮化硼(CS/h-BN)聚电解质溶液,以及带负电性的聚磷酸铵(APP)溶液,基于层层自组装(LBL)技术,通过两聚电解质溶液之间的静电吸附作用,在木材表面成功制备出具有良好阻燃性能的CS/h-BN/APP薄膜涂层.结果表明:所制备的涂层均匀分布在木材表面,且具有良好的附着力;涂层阻燃木材试件的热释放速率、烟释放速率显著降低,第2放热峰出现时间晚于未处理木材试件,且在燃烧过程中的残余物质量始终高于未处理木材试件,完全燃尽时间则比未处理木材试件多出约100s,阻燃效果随着自组装涂层数的增加而逐渐增强;涂层阻燃木材试件的CO、CO_2气体生成量明显降低,表明阻燃涂层能有效降低木材烟气及毒性气体释放;涂层阻燃木材试件较未处理木材试件更好地保持了木材本身的结构,显示出了良好的抵抗火灾能力.     

不同影剧院座椅连排燃烧特性试验研究

利用10 MW 大尺度量热计对不同影剧院座椅进行连排燃烧试验研究。建立座椅燃烧试验台，将15 把影剧院座椅分3 排台阶布置，通过对多人影剧院软质座椅排列在一起进行燃烧试验，提供燃烧产生的热释放速率、总热释放量、产烟速率、总产烟量相关特性信息。试验中，分别选取普通影剧院座椅与阻燃影剧院座椅分别进行连排燃烧试验，并将燃烧测试得到的热释放速率、总热释放量等燃烧性能参数进行了对比分析，同时对火焰传播速度进行了计算。结果表明：同样点火方式条件下，普通座椅连排燃烧在8 min 内发生轰燃，热释放速率峰值高达9.204 MW，总热释放量为1 957.2 MJ，经阻燃处理后，热释放速率峰值为83.6kW，总热释放量为27.33 MJ，其他燃烧性能指标均显著下降；普通影剧院座椅连排燃烧时，火焰规模大，火焰扩散速度快，经计算火焰传播速度为0.65 m/min。     

泡沫塑料芯材燃烧性能对薄抹灰外保温系统防火性能的影响

采用标准燃烧性能试验和实体火灾试验,研究了薄抹灰外保温系统(TPETIS)防火性能与泡沫塑料芯材燃烧性能之间的关系.结果表明:在系统构造方式相同条件下,泡沫塑料芯材的燃烧增长速率指数、热释放速率峰值和氧指数是影响TPETIS防火性能的关键因素.从系统表面火焰蔓延、内部隐匿燃烧和室内烟气层热辐射风险考虑,在窗口火作用下,燃烧性能等级为B,C级芯材的TPETIS风险较低,D级芯材的TPETIS具有一定的内部隐匿燃烧和室内烟气层热辐射风险.     

Evolving fire retardant material issues: A cable manufacturer's perspective

Material compositions for both copper and optical fiber building cables are currently being reevaluated in view of increasing domestic and international concerns regarding combustion with respect to smoke emission, corrosive combustion gases, and material chemical composition. The rationale and driving force behind an increasing desire for data and telecommunications cables with unique chemical or combustion characteristics vary among the global community. Several specific differences between the domestic and international emphasis with respect to fire hazard assessment testing procedures are discussed. For applications which are suitable for particular combustion characteristics, a balance of a multitude of combustion and cable performance parameters is suggested as being the most beneficial.A study designed and coordinated by AT&T Bell Laboratories was conducted to investigate the combustion properties of a wide range of highly flame retardant cable materials. A total of 39 commercial and developmental materials were tested. There were 24 materials classified as nonhalogen and 15 materials containing halogens beyond contamination levels. The cone calorimeter and a combustion gas exposure system were used to examine combustion parameters such as heat release and smoke release while also exploring the corrosivity of combustion gases. Copper metal loss corrosion was determined by resistance changes in circuit probes exposed to combustion gases of each material.The data indicated that a significant distribution overlap exists between the halogenated and the nonhalogenated classifications with respect to both heat release and smoke release. Several halogenated compounds produced significantly less total heat and smoke at the end of the test duration than nonhalogenated materials. In general, the combustion of halogenated materials resulted in significantly more corrosion than the combustion of most nonhalogenated materials. Evidence for some degree of overlap, however, was obtained. In addition, there was a considerable range of metal loss results within both the halogenated and the nonhalogenated classifications.Based on the data presented, assessment of fire hazard parameters such as heat release, smoke release, or combustion gas corrosivity should be built on performance-based tests rather than assumed relationships for broad material classifications.     

基于锥形量热法的常见人造木质板材燃烧性能研究

在建筑内部的装修装饰中,人造木质板材的应用极其广泛,为了研究人造木质板材的燃烧性能,文章以密度板、刨花板、细木工板和胶合板四种常见板材为研究对象,采用锥形量热仪和傅里叶红外烟气分析仪等仪器从点燃时间(TTI)、热释放速率(HRR)、火灾性能指数(FPI)、有毒气体四个方面对人造木质板材的燃烧性能进行分析,研究结果表明:点燃时间由短到长依次为细木工板、胶合板、密度板、刨花板;四种人造木质板材均出现两个热释放速率峰值,而且两个峰值之间存在一个稳定的燃烧阶段,变化情况与点燃时间基本相符;胶合板最先发生轰燃,其次是细木工板、密度板、刨花板,FPI逐渐增大,轰燃威胁逐渐减弱;燃烧过程中有毒气体CO和NO含量的变化曲线都存在两个峰值,同一种类板材燃烧初期NO产量更多,燃烧中期CO、NO产量较少,燃烧后期,产生大量的CO更多;总体而言,细木工板和胶合板的火灾危险性接近最低,其次是密度板、刨花板。     

老化对基质沥青阻燃抑烟性能的影响

为探究不同条件老化后沥青阻燃抑烟性能的变化规律,采用旋转薄膜烘箱（RTFOT）对基质沥青进行85 min短期老化、270 min长期老化以及湿热老化。利用氧指数试验（LOI）和锥形量热试验研究老化沥青火灾安全性能,同时结合红外光谱分析技术（FTIR）以及热重-质谱联用技术(TG-MS)分析沥青（BA）成分与气态产物释放特性的变化规律。试验结果表明：基质沥青在经历热氧老化后轻质组分减少,重质组分增加,导致氧指数提升。而湿热老化中由于水蒸气分压力的作用使沥青氧指数略有下降。在热释放方面,热氧老化后沥青燃烧热释放速率峰值下降,峰值对应时间提前,有效燃烧热降低;而湿热老化后热释放速率基本不变。在烟气释放方面,热氧老化后沥青燃烧的炭烟、CO、CO2释放量更低,SO2释放量增加;湿热老化后炭烟、CO、CO2释放量变化不大,而SO2释放量明显增多。     

A model to evaluate tunnel fire characteristics

This paper presents a semi-empirical model for the determination of the physical characteristics of fire in tunnels. Classically, a fire is simply associated to its heat release rate. By definition, the heat release rate is given by the product of the smoke mass flow rate by the temperature rise in the smoke. However, for a given fire, the values of these two quantities remain correlated and more, the size of the fire is not independent of the released heat. This study is focused on heptane pool fires which offer the advantage of involving only one combustible in the combustion process and of linking the fire size to pool size. The purpose of this note is to develop a model able to define for a given heptane pool diameter, a set of values for heat release rate, smoke flow rate and smoke temperature. From an analysis of the combustion products, the burning rate and the air entrainment rate into the flame, a system of equations is derived. A comparison with international recommendations is made.     

改性LDH与IFR对聚苯乙烯的协效阻燃研究

制备由聚磷酸铵（APP）、季戊四醇（PER）和十二烷基单磷酸钾改性的锌铝双氢氧化物（ZnAl-LDH-PK）组成的复合阻燃剂与膨胀阻燃剂IFR协效阻燃聚苯乙烯（PS）,研究了二者不同配比下对聚苯乙烯的阻燃性能、燃烧性能。结果表明,适当比例的ZnAl-LDH-PK和IFR协同作用于复合材料,可使材料具有更优异的热稳定性和成炭能力;当组分为PS、22%IFR、3%ZnAl-LDH-PK时,氧指数（LOI）达35,总热释放和生烟总量较纯PS分别降低了28%和38%,提高了耐火性能;SEM结果证实ZnAl-LDH-PK与IFR的协效作用使复合材料形成了高度膨胀和连续致密的炭层。     

膨胀阻燃聚丙烯(PP)的燃烧、裂解及热化学性能研究

利用锥形量热仪、裂解气相色谱仪、示差扫描量热仪等分析测试手段，研究了PP及阻燃PP的对比性能。CONE的实验结果显示，阻燃剂的加入可显著降低PP的热释放速率，降低PP的各项燃烧性能参数指标；裂解图谱显示阻燃PP由于膨胀炭层的形成，降解速度明显减缓，相同条件下，降解组分浓度明显降低；热分析显示阻燃PP在升温过程中的放热量降低，耐热性明显增强。