阻燃聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料的燃烧性能

采用X射线衍射和透射电镜对所制备的聚丙烯/蒙脱土（PP/MMT）插层纳米复合材料的结构进行表征;通过热分析、锥形量热、氧指数、垂直燃烧测试对其热解和燃烧性能进行了研究.热分析表明蒙脱土片层在热解过程中显示出能量阻隔作用,提高了材料的热稳定性和成炭量;蒙脱土片层与膨胀型阻燃剂之间的协效作用使得纳米复合材料热释放速率、CO与CO2释放量及比消光面积明显降低;将不同阻燃级别的材料制成电视机壳进行全尺寸锥形量热仪实验表明,V-0级别的阻燃聚丙烯材料的火灾危险性最小.     

典型固体可燃物燃烧特性的实验研究

选择具有代表性的聚甲醛丙烯酸甲脂和松木两种材料，采用基于耗氧原理的燃烧热释放速率测量方法，在不同的外加热流密度作用下利用锥型量热计系统对固体可燃物的热释放速率进行测量；分析了外加热流密度对固体可燃物热释放速率、燃烧产物中CO2的浓度和烟气的温度的影响；发现固体可燃物的燃烧放热过程与它们本身的结构特性密切相关，外加热流密度对固体可燃物的热释放速率有很大的影响。     

沥青热稳定性与燃烧特性的量化评价

采用恒温加热试验、氧指数试验和锥形量热试验,对比分析了基质沥青和橡胶沥青的质量损失、氧指数、热释放速率(HRR)、总释放热(THR)和质量损失速率(MLR),用以精确量化评价沥青的热稳定性和燃烧特性.试验结果表明：橡胶沥青在相同温度下的质量损失、氧指数值、HRR峰值、THR峰值、MLR峰值及其质量损失速率随温度升高而增加的变化值均高于基质沥青;橡胶沥青热稳定性和燃烧特性劣于基质沥青;对比3种试验方案,锥形量热试验评价参数较多,结果更为可靠,建议采用锥形量热法评价沥青热稳定性与燃烧特性.     

交联粘土对硬质聚氨酯泡沫燃烧性能的影响

采用三种交联黏土分别与膨胀阻燃剂复配对硬质聚氨酯泡沫(RPUF)进行阻燃处理,利用氧指数测定仪和锥形量热仪研究了交联黏土对RPUF阻燃性能的影响,通过热重分析仪研究阻燃RPUF材料的热稳定性及残炭量。分析结果表明,少量交联黏土的添加可以显著提高阻燃RPUF材料的极限氧指数(LOI),热稳定性和残炭量,并且可以降低材料的热释放总量,CO、CO_2气体的排放以及产烟速率。     

氨基树脂型膨胀阻燃剂的合成及应用研究

合成了一种氨基树脂型膨胀阻燃剂,该阻燃剂的红外光谱表明,主要成分为双环笼状含磷大分子.将其应用于软质聚氨酯泡沫塑料(FPUF),添加30%的阻燃剂可使材料氧指数达26.5%.锥形量热分析结果表明,阻燃FPUF的热量释放、烟气排放降低,动力学参数热解活化能降低54 kJ.mol-1,说明阻燃剂对软质聚氨酯泡沫塑料的热解具有催化成炭作用.     

常用PVC桌面装饰材料燃烧热释放速率实验

 火灾中,各类装饰材料成为助燃物引发更大灾情,其燃烧后释放的有毒烟气也是造成人员伤亡的主要原因.本实验基于标准ISO 9705 小尺寸热释放速率实验台,利用耗氧原理分别测量厚度为1、2 和3 mm 的聚氯乙烯(PVC)桌面装饰材料试样的热释放速率,分析燃烧特性.实验结果显示,边长为30 cm 的矩形试样能被2 mL 的正庚烷引燃,燃烧的最高温度大于800℃;不同试样的热释放速率最大值随着厚度的增加而减少,分别为5.82、4.41 和2.83 kW/s,但是热释放速率总值呈递增趋势;随着试样厚度的增加,引燃的时间推迟,即引燃的难度增大;材料燃烧过程中释放大量黑烟和刺鼻的气味.     

脒基脲磷酸盐和硅酸钠对木材的阻燃作用

采用锥形量热仪(CONE)法评价木材经阻燃剂脒基脲磷酸盐(GUP)和硅酸钠(Na₂SiO₃)处理后的阻燃性能,结合热重分析法研究GUP和Na₂SiO₃的阻燃机理.实验结果表明:与未加阻燃剂处理的木材相比,Na₂SiO₃ 二次处理木材和GUP一次处理木材的热释放速率(HRR_peak)、总热释放量(THR)、烟释放速率(SPR)、总烟释放量(TSP)和CO₂生成率(Y_CO2)显著降低.Na₂SiO₃ 二次处理木材比GUP一次处理木材显示出更好的阻燃性.从阻燃机理分析,GUP能够加速木材热解过程中的脱水和炭化反应,Na₂SiO₃能够增加纤维素降解反应的活化能,从而增加木材的热稳定性.     

火灾过程中矿用输送带燃烧性能的实验研究

利用锥形量热计对我国煤矿传统使用的非阻燃橡胶输送带和目前推广应用的PVC和PVG阻燃输送带在20～50kWm-2辐射能量条件下的点燃性能、热释放性能、烟气毒性及烟气的减光性进行了系统的实验研究,结果表明,非阻燃CR输送带的火灾危险性远大于阻燃输送带PVC与PVG,但阻燃输送带PVC与PVG的CO生成率较高。上述实验为矿井火灾火源特性数学模型的建立以及矿用阻燃输送带的开发提供了基础参数。     

微量热法测皂化速率常数

用微量热法测定了酯类皂化的速率常数,所用热导式自动量热计不涉及热容和热量的计量,自动记录反应的热谱曲线,由热稳态过程的峰高或峰面积计算反应的速率常数。可以在同一个化学反应体系中,通过微量热法而得到热力学和动力学信息。     

热冲击下层状梯度材料表面裂纹的能量释放率

用数值方法分析了具有表面裂纹的层状梯度材料在热冲击荷载下 ,裂纹所对应的能量释放率随时间变化的规律 ,着重讨论了呈现梯度变化的材料力学和热学参数对能量释放率的影响 .结果发现和均匀材料相比 ,呈梯度变化的热膨胀系数使裂纹的能量释放率有非常大的增加 ,而其它材料参数的变化影响很小     

火灾中的木耳燃烧特性

对湖南衡阳“11．3”特大火灾事故的重要可燃物木耳，进行了小尺寸和全尺寸实验．采用两种最常见的点燃方式，即外部辐射着火和内部受热着火，点燃木耳，以便多角度研究其燃烧特性．外部辐射着火的方式采用符合ISO5660标准的小型锥形量热计来实现，测量其热释放速率及质量损失速率．实验表明，在相同的外部辐射功率下，粉状木耳比原状木耳更易点燃，而且，木耳的点燃辐射功率存在一个临界值．同时，木耳的质量损失速率不是影响其热释放速率的惟一因素．内部受热着火的方式采用符合ISO9705标准的全尺寸多功能热释放速率实验台来实现，测量包括热释放速率、质量损失速率、房间内温度场、组分浓度等多个物性参数．质量损失速率、各点温度以及产物一氧化碳浓度变化曲线均与热释放速率曲线的变化趋势保持一致．     

Numerical simulation of fire development in a single compartment based on cone calorimeter experiments

The burning characteristics of several kinds of wood and polyurethane materials have been studied using cone calorimeter (CONE2A). A new and simple ignition criterion, heat release rate model and mass loss rate model are proposed based on experiments. Combined with these models, the zone-model of fire can be used to predict fire development in a single compartment according to the species of combustibles, their quantities and distribution. Calculated results show that this method is simple and feasible.     

蒙脱土复合材料的研究

通过透射电子显微镜和X射线衍射分析了PA6与蒙脱土插层复合材料的微观结构,采用锥形量热仪、拉伸测试仪等仪器测试研究了蒙脱土在复合材料中的阻燃性能和力学性能,结果表明,PA6与蒙脱土插层复合材料具有较低的热释放速率和质量损失。     

用锥形量热仪研究金属化合物在软PVC中的消烟作用

通过由锥形量热仪获得的参数，对加几种金属化合物及填料的软质ＰＶＣ体系的抑烟性和阻燃性进行了较炙系统的分析和研究，研究表明：这些金属化合物和填料对软质ＰＶＣ体系具有良好的抑烟效果，热释放速率和烟比率有明显的降低，并且烟比度随着热释放速度的降低而降低，当将金属化合物配合在一起使用时，其抑烟和阻燃效果更佳。     

聚磷酸蜜胺与八钼酸蜜胺阻燃PA6的燃烧行为及协同作用

采用聚磷酸蜜胺(MPP)和八钼酸蜜胺(MOM)复合物阻燃PA6,测定了阻燃PA6的氧指数(LOI)、UL 94V阻燃性及热稳定性.用傅里叶变换红外光谱(FTIR)和SEM技术分析了阻燃PA6的热分解残余物,以锥形量热仪测定了阻燃PA6与火灾有关的阻燃参数,包括释热速度、质量损失速度、有效燃烧热、比消光面积等,并测定了阻燃PA6残炭表面的元素组成及XPS曲线拟合数据.结果表明,MPP-MOM复合物添加量为27%时(质量分数),PA6的阻燃性能达UL 94V-0级,氧指数为35.3%;PA6的释热速度峰值、释热速度平均值、总释热量、有效燃烧热以及质量损失速率明显下降,同时也证明了MOM具有好的协同阻燃效应.     

阻燃硬质聚氨酯泡沫燃烧热值对阻燃性能的影响

将聚磷酸铵(APP)、磷酸三(β-氯异丙基)酯(TCPP)、氰尿酸三聚氰胺(MCA)、可膨胀石墨(EG)及EG与APP复合阻燃剂分别添加于硬质聚氨酯泡沫(RPUF),采用氧弹量热仪、氧指数仪、燃烧背温测试仪及锥形量热仪研究了阻燃RPUF燃烧热值(HoC)与氧指数、炭层阻隔作用及热释放等阻燃性能参数的相关性;采用X射线光电子能谱表征了RPUF/APP及RPUF/EG/APP体系燃烧热值测试后残炭表面P元素的化学状态. 研究表明,各阻燃RPUF的HoC由低到高的顺序为RPUF/APP,RPUF/EG/APP,RPUF/TCPP,RPUF/MCA,RPUF/EG,其中RPUF/EG/APP的氧指数相对最高,炭层阻隔效应较好,热释放及质量损失相对最低,产烟量适中,综合阻燃性能最好. RPUF/EG/APP燃烧热值测试残炭表面五氧化二磷比例(57.9%)大于RPUF/APP(35.9%). 阻燃RPUF的HoC主要与体系元素组成及阻燃剂HoC的贡献有关,也与膨胀阻燃体系中组分的相互作用有关;而氧指数、炭层的阻隔作用、热及烟释放等阻燃性能主要取决于阻燃机理.      

崔家寨矿6号煤层井田两翼煤炭燃烧特性的试验研究

在辐射能量为50 kW/m2的条件下用锥形量热仪对崔家寨矿6号煤层井田东西两翼的4个煤样进行了燃烧特性试验研究。研究表明:东翼煤样燃烧过程中产生的的CO峰值浓度、CO平均产生量超过了西翼工作面煤样,而西翼煤样燃烧过程中的热释放速率、总释放热和比消光面积超过了东翼煤样。在烟释放速率和总生烟量方面,井田两翼煤样出现了一定的差异,西翼11605工作面第一个煤样最高,东翼11606工作面第一个煤样次之,其余两个煤样差别不大。     

聚苯乙烯泡沫保温材料的燃烧性能及热解动力学

以聚苯乙烯泡沫保温材料为研究对象,利用锥形量热仪（CCT）研究聚苯乙烯泡沫保温材料的燃烧性能,以同步热分析仪（TG/DSC）研究聚苯乙烯泡沫保温材料的热解行为,并采用Kissinger和Flynn-Wall-Ozawa 2种方法分析材料的热解动力学.研究结果表明,辐射功率越大,聚苯乙烯泡沫的热释放速率越大,生烟速率也相应提高;升温速率增大时材料的初始分解温度增大,最大热失重速率时的温度也向高温方向移动;由Kis-singer法和Flynn-Wall-Ozawa法均可得到良好的线性回归曲线,且后者可以计算出不同转化卒下的活化能值.