典型熱塑性材料逆流火蔓延及燃燒毒性研究.pdf

1、隨著科技的進(jìn)步和材料學(xué)的發(fā)展，熱塑性材料以其加工方便、質(zhì)輕、耐腐蝕性等優(yōu)勢被廣泛應(yīng)用于日常生活及生產(chǎn)中，但是熱塑性材料在火災(zāi)中易發(fā)生熔融流動(dòng)燃燒，加速火災(zāi)的蔓延，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量有毒有害產(chǎn)物，不僅會(huì)危及人們的人身，財(cái)產(chǎn)安全和社會(huì)穩(wěn)定，對(duì)消防救援也會(huì)造成妨礙和威脅。而現(xiàn)階段的火災(zāi)特性的研究大都集中于熱固性材料，關(guān)于熱塑性材料的火災(zāi)行為的研究還不夠全面。開展熱塑性材料的火災(zāi)危險(xiǎn)性研究，尤其是火蔓延和毒性研究對(duì)于全面認(rèn)識(shí)并掌握熱塑性材料的燃燒特

2、性，預(yù)防火災(zāi)事故的蔓延擴(kuò)大及選擇應(yīng)用低毒低害材料具有重要的理論指導(dǎo)意義。本文開展了一系列實(shí)驗(yàn)，研究了不同尺寸因素影響下的熱塑性材料的火蔓延行為，以及不同燃燒環(huán)境影響下的熱塑性材料燃燒毒性，并利用層次分析法對(duì)熱塑性材料逆流火蔓延行為的危險(xiǎn)性進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)。
　　本文針對(duì)典型的熱塑性材料聚丙烯(PP)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)開展了一系列的逆流火蔓延實(shí)驗(yàn)研究，分析了不同寬度和厚度試樣的火蔓延特性，對(duì)火焰高度、火蔓延速率等參數(shù)進(jìn)行了

3、規(guī)律分析，并結(jié)合傳熱理論闡述分析了不同尺寸下的火蔓延速率的規(guī)律，對(duì)火災(zāi)中熱塑性材料火蔓延涉及的無歸斷裂和解聚反應(yīng)的熱解機(jī)理進(jìn)行了闡釋。受試樣尺寸和流動(dòng)性的綜合影響，PP和PMMA的火蔓延速率等參數(shù)的變化規(guī)律是不同的。
　　熱塑性材料燃燒產(chǎn)物的毒性作用是造成傷亡的最主要的因素，本文利用穩(wěn)態(tài)管式爐steady-statetubefurnace(SSTF)對(duì)聚丙烯(PP)，聚乙烯(PE)，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)在三種有焰燃燒條件下

4、的O2消耗量和燃燒產(chǎn)物CO，CO2的生成量進(jìn)行了研究分析，并運(yùn)用FED（有效劑量分?jǐn)?shù)）模型對(duì)燃燒產(chǎn)物毒性進(jìn)行了評(píng)價(jià)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)燃燒毒性最大的是封閉區(qū)域的有焰燃燒的燃燒條件。在此基礎(chǔ)上得到了燃空比和溫度對(duì)于燃燒產(chǎn)物CO，CO2的影響，結(jié)果表明，燃空比增加，溫度的降低，三種試樣燃燒的CO生成量均會(huì)增多，CO2的生成量則會(huì)減小。
　　最后，基于層次分析法的基本原理，應(yīng)用PP和PMMA逆流火蔓延的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，本文選取了火焰高度、火蔓延速率和C