低气压富氧环境对典型织物燃烧特性的影响

室内富氧可满足人们在高高原地区的补氧需求，同时也会带来额外的火灾隐患。该文模拟高高原低压富氧环境，研究低气压下(60.5 kPa)不同氧浓度(21.0%、 27.0%、 33.0%和39.0%)对室内典型织物——纯棉和涤纶燃烧过程的影响，分析了织物火焰形态、点燃时间、质量损失速率、热释放速率和总热释放量等燃烧核心参数的变化。实验结果表明：在低压常氧环境下，纯棉和涤纶的点燃时间分别缩短了3.6%和7.8%,有焰燃烧时间分别增加了46.8%和197.0%,涤纶熔滴燃烧时间增加了3.0倍。随着氧浓度增大，2种材料的点燃时间、质量损失速率的达峰时间和热释放速率达峰时间均缩短，火焰高度有所增加，质量损失速率峰值和热释放速率峰值均大幅增加。涤纶燃烧效率提高了68.1%,总热释放量增加了1.2倍，且熔滴燃烧时间增加了3.1倍，纯棉燃烧变化则不明显。若以热释放速率峰值作为火灾危险性的判断依据，则织物在气压为60.5 kPa、氧浓度约为30.0%的条件下燃烧与在常压常氧下燃烧发生火灾的危险性相当。     

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.     

不同初始质量小尺度松木燃烧特性实验研究

近年来,世界范围内森林火灾事故频发,造成了极大的人员伤亡和财产损失。目前对于木材堆垛燃烧特征的理论及模型研究较为缺乏。本文以典型松木材料为对象,开展了不同初始质量的小尺度松木燃烧特性实验,研究了松木的质量损失速率、火焰温度等燃烧特征。结果表明：松木的剩余质量和质量损失速率都呈现“缓慢下降—迅速降低—逐渐平缓”的趋势;在松木燃烧初期,相同时间内松木质量和损失速率呈反比;在松木燃烧中后期,松木质量和质量损失速率呈正比关系;松木燃烧初期的热释放速率增长趋势为t2^火的定量数学模型;同一工况下热电偶到火源距离与热电偶的温度峰值和波动程度呈反比,且温度峰值的出现时间和波动程度大致相同。     

废旧轮胎全尺寸火灾实验研究

利用ISO9705标准的全尺寸实验装置对废旧轮胎进行全尺寸火灾实验研究．测试的轮胎按照竖直和水平两种方式摆放，实验测量了与轮胎燃烧相关的热释放速率，质量损失速率，有效燃烧热，烟气产生量和CO／CO2产生量等参数．实验结果分析表明轮胎的有效燃烧热很高大约为28MJ／kg，轮胎的摆放方式对其燃烧行为有很大的影响，竖直摆放的轮胎的热释放速率峰值是水平摆放的两倍，且其CO生成率也要比水平摆放的要高．轮胎火灾的烟气产生量非常大，能达到装饰家具燃烧所产生烟气的14倍之多，同时轮胎火灾烟气中包含有CO、CO2和别的有毒气体，一旦释放到空气中必将对环境产生巨大的污染．     

硅烷偶联剂改性茶皂素膨胀阻燃剂及涂料应用

采用硅烷偶联剂(KH-550)对茶皂素复合型膨胀阻燃剂(CTS-IFR)进行改性处理,并应用于阻燃涂料.考察了硅烷偶联剂改性茶皂素膨胀阻燃剂(SMTS-IFR)的制备工艺,采用FTIR和SEM对改性阻燃剂进行了结构表征,采用同步热分析仪测试了其热解性能,并对含该改性阻燃剂的阻燃涂料(SMTS-IFRC)进行了阻燃性能及燃烧性能分析.结果表明:硅烷偶联剂改性阻燃剂制备的适宜条件为改性温度80℃,反应时间4h,硅烷偶联剂用量2.5%(质量分数);所制改性阻燃剂中硅烷偶联剂与阻燃剂被证实发生了反应,形成了良好包覆,分散均匀,具有良好的热稳定性,且其高温残炭量明显增加;锥形量热试验结果表明,含该改性阻燃剂的阻燃涂料具有良好的耐火性能,且改性阻燃剂涂料试样燃烧过程中的平均热释放速率为62.29kW/m2,总热释放量为52.66kJ/m2,平均有效燃烧热为11.31kJ/kg,平均质量损失速率为0.046 91g/s,较未改性的阻燃剂涂料,其阻燃性能明显提高.     

双环笼状磷酸酯阻燃环氧树脂的

利用锥形量热仪结合氧指数和垂直燃烧测试方法,研究了1-氧-4-羟甲基-2,6,7-三氧杂-1-磷杂双环[2.2.2]辛烷(PEPA)阻燃双酚A缩水甘油醚型环氧树脂的阻燃性能及燃烧行为.结果表明:添加PEPA的环氧树脂体系阻燃性能明显提高,同时燃烧时的热释放速率、质量损失速率以及烟和有毒气体的释放量减少.PEPA是一种性能优异,对环境友好的膨胀型阻燃剂.     

一种新型MXene基阻燃热塑性聚氨酯的研究

以植酸（PA）、吡咯、硝酸钴和碳化钛（Ti3C2Tx，MXene）为主要原料，利用界面调控技术合成一种含P和Co元素的新型MXene基阻燃剂（CoPM），并通过熔融共混的方法制备热塑性聚氨酯（TPU）纳米复合材料。锥形量热测试结果表明，引入4.0 wt%的CoPM后，TPU/CoPM-4.0纳米复合材料的热释放速率峰值、烟释放速率峰值、一氧化碳产生速率峰值和二氧化碳产生速率峰值较纯TPU分别下降41.4%、15.1%、29.4%和39.6%。TPU/CoPM纳米复合材料优异的阻燃和抑烟减毒性能归因于：在凝聚相中，Ti3C2Tx发挥物理阻隔效应和催化成炭作用，隔绝聚合物材料与火焰区的热量、气体交换，且燃烧产物Co3O4和TiO2具有催化抑烟减毒作用；在气相中，PA热解产生含磷自由基捕获剂，从而中断链式燃烧反应。     

双环笼状磷酸酯阻燃环氧树脂的燃烧行为研究

利用锥形量热仪结合氧指数和垂直燃烧测试方法,研究了1－氧－4－羟甲基－2,6,7－三氧杂－1－磷杂双环[2,2,2]辛烷（PEPA）阻燃双酚A缩水甘油醚型环氧树脂的阻燃性能及燃烧行为,结果表明,添加PEPA的环氧树脂体系阻燃性能明显提高,同时燃烧时的热及燃烧行为,结果表明：添加PEPA的环氧树脂体系阻燃性能明显提高,同时燃烧时的热释放速率,质量损失速率以及烟和有毒气体的释放一量减少,PEPA是一种性能优异,对环境友好的膨胀型阻燃剂。     

五合板的燃烧特性及其动态和静态生烟特性

利用热重分析仪(TGA)、差示扫描量热仪(DSC)、锥形量热仪(Cone)和塑料烟密度仪研究五合板的燃烧特性和生烟特性,并对燃烧特性与生烟特性的相关性进行分析。研究结果表明:五合板的热解过程可分为3个阶段,即干燥和粗挥发阶段、热解阶段和炭化阶段,其中热解过程为先吸热后放热的过程。五合板的动态烟释放(比消光面积、生烟速率和总生烟量)及静态烟释放(比光密度和质量光密度)与其燃烧过程有关且随着辐射功率的增加而增大,其中锥形量热仪实验中五合板的峰值生烟速率、总生烟量与峰值热释放速率之间存在较好的线性关系。五合板的静态生烟特性还受火焰条件的影响,其中相同辐射功率下有焰燃烧的比光密度和质量烟密度低于无焰燃烧条件下的,但质量损失却明显高于无焰条件下的。     

KH-550改性纳米二氧化硅的研究

用硅烷偶联剂KH-550对纳米SiO2样品表面进行改性,测定了改性SiO2样品的亲油化度,并用羟基紫外线吸收法测试了改性效果,对所得纳米SiO2样品的改性效果进行了评价,探讨了纳米级SiO2的改性机理.结果表明,改性剂用量、改性温度、改性时间明显地影响改性效果.通过对改性工艺条件的合理调控,实现了用硅烷偶联剂KH-550改性纳米SiO2样品,找到了合适的改性工艺与条件,所得改性纳米SiO2样品具有较高的疏水性.     

纳米二氧化硅改性环氧树脂复合材料的性能研究

利用硅烷偶联剂对纳米SiO2进行表面改性,进而通过共混法将改性后的纳米SiO2粒子分散到环氧树脂(Epoxy)中,制备了不同纳米SiO2含量的SiO2/EP复合材料.利用IR,SEM和TGA、阻抗分析仪等研究了SiO2添加量对复合材料微观结构、热稳定性和介电性能的影响.结果表明,随着纳米SiO2含量的增加,SiO2/EP复合材料的热稳定性逐渐升高,介电常数和损耗因数则呈先降低后增加趋势;当纳米SiO2含量为4%时,纳米颗粒在复合材料中分散均匀,复合材料的热稳定性好,介电性能最优(当测试频率为1GHz,介电常数为2.86,介电损耗为0.023 53).分析了复合材料热稳定和介电性能变化的微观机理.     

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．     

热塑性装饰材料大尺度火灾实验研究

选择目前市场上最常见的热塑性装饰材料PP,PE,PS,PMMA和PVC,借助ISO9705全尺寸多功能热释放速率实验台对其火灾特性进行研究．研究发现,热塑性材料存在固体表面燃烧（PMMA和PVC）与流动燃烧（PP,PE和PS）2种燃烧形式,其中固体表面燃烧受壁面火蔓延控制,流动燃烧受油池火控制;通过对热解机理的探讨发现热解机理是控制材料燃烧形式的主要因素;通过材料流动能力、油池火发展和热释放速率的比较发现,流动能力对流动燃烧的影响非常大,材料流动能力越好越不利于油池火的形成与发展,所能达到的火灾规模越小．     

纳米二氧化硅粒子在水性聚氨酯中分散性的研究

采用六甲基二硅胺烷(HMDS)对气相二氧化硅和硅溶胶中两种纳米二氧化硅（SiO2）粒子表面进行了化学接枝改性,然后将改性后的纳米SiO2粒子加入到水性聚氨酯(WPU)中,制备了一系列不同纳米SiO2粒子含量的共混改性WPU样品.通过FT-IR,SEM对纳米SiO2粒子共混改性WPU成膜物的织态结构进行了表征,并研究了SiO2/WPU共混乳液的成膜过程对成膜物织态结构的影响.结果表明,纳米SiO2粒子表面改性状态很大程度上决定了纳米SiO2粒子在共混成膜物中的分散状态和织态结构,具有一定表面两亲性的纳米Si     

木塑复合材料燃烧性能的研究

利用锥形量热仪等评价方法,从引燃时间、释热、质量损失和发烟等方面对木塑复合材料（WPC）以及阻燃WPC的燃烧性能进行了研究。结果表明：WPC的引燃时间为27 s,比人工林木材的引燃时间长,与中密度纤维板（密度086 g/cm3）相当;WPC的释热速率峰值404 kW/m2,燃烧1 200 s的释热总量为180 MJ/m2,平均有效燃烧热为28 MJ/kg,燃烧释热高于人工林木材;WPC的平均质量损失速率为7 g/(s·m2),低于人工林杨木和马尾松木材;WPC的发烟总量高于人工林木材。相对于聚丙烯（PP）而言,WPC的释热速率峰值远低于PP,木材的引入降低了PP的高释热速率,且质量损失率峰值也大幅度降低。阻燃WPC的释热速率和释热总量有所降低,但发烟量增大,尤其是含卤阻燃物质。因此,对于WPC不宜选择有卤阻燃剂。     

MA/AA无皂乳液聚合改性纳米SiO2

以α-甲基丙烯酸、丙烯酸为反应单体,对纳米SiO2进行无皂乳液聚合表面改性;采用正交试验法探讨了反应温度、反应时间、原材料配比反应条件对纳米SiO2粒子表面改性反应的影响,并对改性前后的纳米粒子进行了红外光谱(IR)分析和差热分析(DTA). 研究结果表明,较佳的改性聚合反应条件为反应温度80 ℃、反应时间3 h、原材料配比(单体与纳米SiO2质量比)为3:100,在此条件下进行改性反应改性效果明显.     

纳米SiO2/PI复合薄膜低温热膨胀系数的实验研究

高热膨胀系数是聚酰亚胺薄膜在低温下作为热绝缘和电绝缘使用的主要不利因素之一.为了降低其热膨胀系数,选用低热膨胀系数的无机纳米SiO2对其进行改性,利用溶胶凝胶技术,制备了不同SiO2含量的纳米SiO2/PI复合薄膜.利用自行设计的一套薄膜样品低温热膨胀系数测量装置,对纳米SiO2/PI复合薄膜室温至低温(77 K)的热膨胀系数进行了测量,给出了SiO2含量、外加载荷对复合薄膜热膨胀系数的影响关系.     

紫外光可固化纳米SiO2复合体系流变性的研究

通过红外光谱表征纳米SiO2复合体系发现：纳米SiO2和有机基体间存在相互作用.对于二者的作用机理，提出了“核—过渡壳”结构模型.流变性能测试表明：纳米SiO2加入体系后，体系的最大动态表观粘度、最大剪切应力和触变指数分别提高了约40倍、约40倍和67.36％；纳米SiO2复合体系的剪切速率一粘度曲线，在低剪切速率下与高分子溶液相似，在高剪切速率下会发生“波动”.用“核—过渡壳”结构模型对纳米SiO2复合体系的流变行为进行了比较合理的解释.     

纳米SiO_2-TiO_2改性形状记忆聚氨酯

在合成形状记忆聚氨酯(SMPU)的过程中,加入经过KH550表面处理后的纳米SiO2-TiO2复合粒子,制备了新型的纳米SiO2-TiO2形状记忆聚氨酯复合材料.讨论了改性形状记忆聚氨酯产品的形状记忆性能、力学性能和热性能等.研究结果表明:随着纳米SiO2比例的增加,复合产品形状固定率有所增加而形状回复率减小;当纳米SiO2与TiO2的配比为2∶8时,复合材料的力学性能增加,但随着纳米SiO2所占比例的增加,复合材料的力学性能反而减小;复合材料的热变形温度和维卡软化点均有所提高.     

氢氧化镁/可膨胀石墨/聚丙烯复合材料的热降解过程与燃烧行为

以可膨胀石墨(EG)和氢氧化镁(MH)为无卤阻燃剂，通过熔融共混法制备了无卤阻燃聚丙烯(PP)复合材料(EG/PP、MH/PP和MH/EG/PP)，采用热重法研究了复合材料的热降解过程，以氧指数(LOI)和垂直燃烧(UL-94)评价研究了复合材料的阻燃性能，采用锥形量热仪研究了复合材料的燃烧行为.结果表明:MH和EG间存在显著的协同阻燃作用，在阻燃剂质量分数为60%时，MH与EG质量比为5 : 1的MH/EG/PP材料其氧指数可以达到29.7，与MH/PP复合材料相比提高了11.2%；EG与MH协同具有良好的降低热释放作用，与PP和MH/PP相比，MH/EG/PP复合材料的热释放速率峰值(peak-HRR)分别降低了73.9%和34.2%；EG和MH的协同作用大幅度降低了MH/EG/PP的质量损失速率；结合残炭的形貌结果，揭示了EG和MH协同阻燃机理的关键在于增强了炭层的隔热和隔氧作用.