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。     

用NBS烟箱研究金属化合物在软PVC中的消烟作用

基于国内现有的原料和设备条件，通过ＮＢＳ烟箱测试的有关参数对软质ＰＶＣ体系中的几种金属化合物填料的抑烟、阻燃效果进行了较为的分析和研究，结果表明：ＡＴＨ的加入使得烟密度和生烟速率显降低，而且有效地推迟了发烟时间，ＣａＣＯ３不利于阻燃，但利于降烟，发因时间也得到一定程度的推迟，各种金属化合物对软ＰＶＣ体系的氧指数影响不大，对烟密度的影响差异很大，其中铜化物显出特别的优势，填料与金属化合物配合作用，     

Al(OH)3和Mg(OH)2阻燃抑烟剂对软PVC材料性能的影响

对经Al(OH)3和Mg(OH)2阻燃处理的软PVC材料的阻燃抑烟及力学性能进行了研究.选择了合适的偶联剂类型及用量.结果表明:Al(OH)3和Mg(OH)2复配使用是软PVC材料的较为理想的阻燃抑烟剂,硅烷类偶联剂A151和钛酸酯类偶联剂NDZ-311是Al(OH)3和Mg(OH)2阻燃处理的软PVC材料的较理想的偶联剂.     

顶部排烟耦合细水雾作用下的火灾烟气特性

利用长宽高为6m×15m×2m的隧道模型，进行了顶部排烟和细水雾灭火实验.通过对各测点烟气温度、火焰温度、CO含量及能见度的测试，分析了不同的顶部排烟以及细水雾耦合作用模式对火灾烟气的控制效果.结果表明:顶部排烟加快了柴油燃烧速率，顶部排烟耦合细水雾的冷却作用明显.在火灾增长阶段(50s)，细水雾耦合顶部排烟对于烟气控制效果最优；在火灾充分发展阶段(90s)，细水雾耦合顶部排烟作用易引起沸溢及轰燃，且细水雾喷洒瞬间，火焰强化现象最明显，CO含量迅速上升.顶部排烟对于能见度的提高效果明显；单独施加细水雾虽然能起到控制烟气的作用，但会使能见度进一步降低；在顶部排烟的耦合作用下，烟气经细水雾吸附沉降后能见度的提高速率增大.     

Comparative study of the effect of Cu2O and MoO3 on flame retardance and smoke emission of PVC by Cone and TGA

Cuprous and molybdic oxides exhibit extremely effectiveness in smoke suppression for PVC. However, few are the data reported concerning flame retardance and smoke emission of PVC taken from Cone calorimetry relative to the conventional thermal analysis technique. Abundant data from Cone calorimetry have been acquired. Data analysis was achieved through the study of MLR, HRR, SEA tested at irradiance of 25 kWm 2. The understandable flame retardance of PvC/Cu₂O and pVC/MoO₃ relative to pure PVC has been rationalized by their lowered heat release rates and enhanced char residues. The difference in smoke reduction between these two oxides consists in the time scale. As clearly seen under air atmosphere both oxides exert themselves to the afterglow which has been recognized as a dangerous source, in particular in the full-scale fire situation.     

Study on the Built-up Effect of Inorganic Compounds to Flame Retardant Containing Organophosphorus in Suppression of Smoke

The built-up effect of inorganic compounds containing more active metal ions, such as Ca^2＋ , Al^3＋ , Cu^2＋ , and Zn^2＋ , as additives adding to phosphorus-containing flame retarding systems in suppression of smoke was studied. The data presented herein suggested that the amount of smoke in the burning process can be better suppressed after the cotton fabric finishing with built-up system was burnt. Some general principles were identified, and the likely causes of the observed effects were analyzed according to test data.     

磷酸三苯酯/锡酸锌对环氧树脂酸酐固化物的阻燃与抑烟性能研究

采用极限氧指数法,热重分析和烟密度测试法研究了磷酸三苯酯(TPP)、锡酸锌(ZS)在环氧树脂酸酐固化物(EP)中的阻燃作用和抑烟机理.研究表明TPP对EP具有良好的阻燃效果,并通过增加在高温下的热稳定性和降低热失重速率等在凝缩相和气相中发挥阻燃作用;TPP通过分解时形成的液态含磷物质吸附少量的烟尘.ZS的阻燃效果一般,它的用量为30份,其阻燃体系的最大烟密度值可降低至491.7,但降低了t16,TPP和ZS合用时具有一定的阻燃协同效应,但并不一定具有抑烟协同效应.     

聚烯烃弹性体的阻燃、抑烟作用

论述了聚烯烃高聚物的阻燃性,用两种微胶囊红磷与聚烯烃高聚物制备阻燃材料.在高聚物中只添加少量的微胶囊红磷就可以使材料具备良好的阻燃性能,从实验中发现这两种微胶囊红磷是高效的阻燃剂.但阻燃材料往往产生一定的烟雾,硼酸锌可以大大降低烟雾,硼酸锌在微胶囊红磷阻燃中可以发挥重要的作用.因此可以得出结论:在选择微胶囊红磷作阻燃剂时必须添加抑烟剂,微胶囊红磷与硼酸锌可以组成一个良好的阻燃体系,它可以改进聚烯烃高聚物的阻燃性能,减少烟雾的形成.     

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.     

不同通风模式下隧道酒精池火热传递过程

为分析不同通风模式对于池火热传递过程的影响,在隧道模型内进行直径0.5 m酒精池火实验,测试和对比燃料质量损失速率、火场温度、火焰辐射热和对流换热热通量.结果表明:在0.5 m/s纵向排烟模式下,旺盛阶段连续火焰区火焰辐射热通量比自然通风条件增加了30%左右,这对火灾热传递过程控制不利.在0.8,1 m/s纵向排烟条件下,旺盛阶段连续火焰区火焰辐射热通量及上部热烟气层温度显著降低.0.5 m/s顶部排烟显著降低了旺盛阶段连续火焰区火焰辐射热通量,火灾最晚达到旺盛阶段,较早进入衰减阶段.0.5 m/s顶部排烟是本实验条件下最佳的排烟模式.     

单室火灾的燃烧特性

通过实验研究火源功率及单室的通风状况对单室室内火灾燃烧时的温度变化及分布、烟气流动特性及气体成分的变化影响。结果表明:在全封闭情况下,热烟气以垂直流动为主,且随着热烟气的流动,室内温度逐渐升高,O2浓度逐渐降低。边界层不稳定导致的火焰振荡使热烟气层的最高温度出现在距离单室顶部70～80 cm处。火源功率越大,室内温度升高越快,升温幅度越高,火焰脉动进一步加剧,火焰偏移越大。在单室通风口打开的情况下,热烟气以水平流动为主,室内O2浓度和CO浓度变化不大,而以通风口上沿为界,温度分布呈现明显的上下2层。     

环境湿度影响受限空间池火的实验

为了分析高湿环境下火灾发展和烟气蔓延的复杂性和不确定性,本文搭建了3.6m×1.2m×1.4m的受限空间实验模型,以直径600mm的酒精作为火源,在室温(20±2)℃和相对湿度［(30%~90%)±5%］范围内调整受限空间环境条件,测试模型空间内燃料的质量损失速率、池火火焰温度、上部热烟气层平均温度、火焰对周围环境的热辐射、地面接收到的热辐射、火焰根部O₂浓度、烟气中CO₂浓度等参数,分析不同环境湿度条件下受限空间池火的发展规律.实验结果表明,常温条件下,环境湿度达到90%左右时,燃料的质量损失速率、火焰对周围环境的热辐射、火焰温度和上部热烟气层平均温度均显著下降,火灾旺盛阶段持续时间延长,熄灭阶段温降梯度减小.因此,常温环境中,相对湿度90%的高湿条件下池火的发展和蔓延会受到显著抑制.     

含氯化钾低压细水雾抑灭正庚烷池火性能研究

为探究KCl（氯化钾）添加剂对低压细水雾抑灭性能的影响,课题组在1 m3密闭空间内开展了含不同浓度KCl的低压细水雾对正庚烷池火的抑灭实验。基于灭火过程、灭火时间、火焰温度、灭火机理等维度,分析了含KCl细水雾的灭火特性。结果表明： KCl添加剂可有效缩短低压细水雾灭火时间,缩短的灭火时间主要集中在火焰撕裂、游走阶段;油盘面积增大后燃烧更剧烈,灭火所需KCl浓度要求更高;含4%KCl低压细水雾灭直径6、8、10 cm的油盘火时,与纯细水雾相比,可分别缩短灭火时间82%、79%、73%,增大降温速率1.5倍左右;含KCl细水雾主要通过消耗、湮灭链式燃烧反应所必需的自由基来达到更优的抑灭效果,Cl-主要切断链的引发阶段,K+主要切断链的传递、终止阶段。可见KCl添加剂能显著强化低压细水雾的抑灭性能。     

典型阻燃材料火灾毒性烟气释放规律研究进展

对可燃材料进行阻燃处理,可以在一定程度上提高材料抵抗被引燃和火焰蔓延的能力,降低热释放速率和总热释放量,减小材料在火灾条件下的热危害。但是对材料进行阻燃处理并不是万全之策,在较高的热辐射或环境温度下,阻燃材料仍然能够发生燃烧,同时由于阻燃剂的填加,会引入一些毒性元素,加之阻燃剂的燃烧抑制作用和燃烧时环境氧浓度相对较低,使材料燃烧不完全,因此阻燃材料燃烧时毒性气体的产量可能比非阻燃材料高,给火灾中未能及时疏散的人员带来更大的生命危险。综合分析了常见材料的阻燃技术及应用领域,综述了阻燃材料火灾烟气毒性的相关研究,并在此基础上提出了典型阻燃材料火灾毒性烟气释放规律研究方面存在的有待进一步研究的问题和可行的方法。以期为科学、全面的评价材料的火灾危险性提供研究参考。     

化学气体灭火剂作用下甲烷射流火焰行为

在传统的消防救援中,针对天然气管道泄漏火灾往往采取细水雾等外部灭火的方式,但由于天然气管道泄漏所引发射流火的火焰高度高、热辐射量大,通过具有优异扩散和灭火性能的化学灭火气体以内部抑制燃烧的方式具有较大的研究价值。本文以甲烷射流火焰模拟天然气管道泄露火灾,研究了五氟乙烷对不同管径、不同流速甲烷射流火焰的抑制作用,并以哈龙1301作为对照组实验,解析了五氟乙烷加入后甲烷射流火的火焰形态、火焰高度、火焰温度的变 化特征,以探究五氟乙烷对天然气管道泄漏引起的射流火焰的抑制效应。研究表明：在一定范围内,燃气流量越大,发生甲烷射流火吹熄所需要的灭火剂浓度就越少;在五氟乙烷作用下,甲烷射流火焰熄灭前高度大于未通入灭火剂的火焰高度。在相同口径下,燃料的流量越大 ,所需的气体灭火剂浓度越少。该研究结果揭示了甲烷射流火焰在五氟乙烷作用下的变化趋势,为选择作用于射流火焰的高效清洁化学灭火气体提供了研究基础。     

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。     

正丁醇/水混合溶剂中一步合成NO3-LDH的研究

以尿素为沉淀剂，正丁醇/水混合液为溶剂，采用水热法直接合成层状双金属氢氧化物ZnAl-NO₃-LDHs。通过X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、扫描电镜（SEM）和元素分析（CHN）等对所得样品进行表征，证明在尿素存在条件下，NO₃^-进入LDHs层间；XRD、SEM结果和丁达尔现象显示所得NO₃-LDHs可在甲酰胺溶液中剥离。对尿素存在条件下形成NO₃-LDH而非CO₃-LDH的机理进行了探讨。以氯化盐和硫酸盐为原料，采用本文方法成功合成了Cl-LDH和SO₄-LDH，此研究结果可为制备不同阴离子插层的LDHs提供一种简单直接的方法。     

磷酸盐对LDPE-CaCO_3泡沫塑料的阻燃研究

研究了以磷酸二钠盐、磷酸三钠盐为阻燃剂的LDPE-CaCO_3泡沫塑料的阻燃与物理性能表明:在LDPE-CaCO_3复合体系中,磷酸二钠盐的电燃效能比磷酸三钠盐好,而且与Al_2O_3·3H_2O有阻燃协合效应,当磷酸二钠盐用量为20PHR时,能明显提高阻燃性(O1 29％),减少烟雾(C_s0.28),改善机械强度和发泡性能等。还让这类泡沫塑料阻燃及增强的机理作了初步的探讨。     

碱性钙基膨润土协同卤锑阻燃HDPE的研究

【目的】解决卤锑阻燃高密度聚乙烯(HDPE)复合材料燃烧时发烟量大、熔融滴落严重等问题。【方法】采用自制的碱性钙基膨润土(Ca-MMT)与卤锑阻燃剂复配阻燃HDPE,通过极限氧指数(LOI)、水平燃烧等级、力学性能和热稳定性等测试,研究Ca-MMT和卤锑阻燃剂对HDPE的协同阻燃效应。【结果】HDPE/DBDPE/Sb2O3/Ca-MMT复合材料的LOI由纯HDPE的19.60%提高至32.77%,水平燃烧等级由HB75级提高至HB级,且燃烧时不产生熔滴,具有良好的成炭效应;拉伸强度由13.35MPa提高至23.33MPa,力学性能良好;失重率由纯HDPE的96.17%降至86.50%,热稳定性明显提高。碱性钙基膨润土的最佳添加量为4%。【结论】自制的Ca-MMT与卤锑阻燃剂有较好的协同阻燃作用。     

Built-up Effect of Core Material for Microencapsulated Flame Retardant Containing Dimethyl Methyl Phosphate

The flame retardants containing organophosphorus compounds have extensively been used inthe flame retarding of polymer materials.Among others,dimethyl methyl phosphate (DMMP) was applied in flame retarding of polyurethane owmg to its so much merit.However,the water-soluble property of DMMP restricted its application in textile fabric.The flame retardtag systemcontainirm DMMP will be microencapsulated to form a novel flame retardant that could be used in textiles.We have studied the builtup effect of DMMP with some inorganic compounds to improve the afterflame and afterglow suppression in the flame retarding system.The experimeatal data indicated that inorganic compounds containing various non-metal elements P,N,B and metal ions Mg2 ,Al3 ,Ca2 ,Zn2 ,Cu2 ,Mn4 could be applied in flame retarding systems as additives to effectively suppress afterflame or afterglow.