木材和高聚物燃烧性能的锥形量热仪研究
锥形量热mlr
锥形量热mlr
锥形量热仪（Conical Calorimeter，简称CONE）是一种用于测试可燃材料燃烧性能的实验仪器。
锥形量热仪采用氧消耗原理，可以模拟材料在实际火灾中的燃烧行为，并测量多种燃烧性能参数。
其中，质量损失速率（MLR）是锥形量热仪测试结果中的一个重要参数。
质量损失速率（MLR）是指材料在燃烧过程中，单位时间内质量的变化率。
锥形量热仪通过测量样品在燃烧过程中质量的变化，可以计算出MLR值。
MLR 反映了材料在燃烧过程中的热解、挥发和燃烧程度，是评估材料燃烧性能的重要指标之一。
锥形量热仪通过测量和分析材料在燃烧过程中的热量释放、燃烧速度、烟气产生等多个方面的参数，可以全面评估材料的燃烧性能和火灾危险性。
这些参数对于防火材料的设计、生产和应用具有重要的指导意义。
此外，锥形量热仪还可以用于评估材料的毒性和烟气产生情况。
这些参数也是评估材料在火灾中安全性能的重要因素。
总的来说，锥形量热仪是一种重要的材料燃烧性能测试仪器，而质量损失速率（MLR）是其中的一个关键参数。
了解和掌握锥形量热仪及MLR的相关知识，有助于更好地评估材料的燃烧性能和火灾危险性，为防火材料的设计、生产和应用提供重要的指导。
锥形量热仪的实验技术与测试分析
合 而成 的几 种 聚 合 物 材料 燃 烧 测试 数 据 的 采 集 与分
析， 就是在充 分 了解 、 悉锥 形量 热 仪 的结 构性 能 、 熟 工 作原 理 的基础 上 ， 掌握 了熟 练 的测 试技 术 和操 作 步 在
骤 的基 础上 ， 测试 数据 的成 功 与 否 ， 明确 的认定 。 对 有
第２ ８卷 第 ｌ ２期
２ ０ 年 １ 月 ０９ ２
实 验
室
研
究
与探索 Ｖ ．８ ＮＯ １ ０ ２ １ ．２
ＲＥＳ ＥＡＲＣＨ ＡＮＤ ＥＸＰ ＬＯＲＡＴＩ Ｎ ＯＮ Ｉ ＬＡＢＯＲＡＴＯＲＹ
Ｄｅ ． ２ ０ ｃ ０ ９
锥形 量 热仪 的实验 技 术 与测试 分析
于 健
Ａｂｓｒ ｃ ：Ｔ ｅ ｔｓ ａ ａ ｔｒ ｔａ ｔ ｈ ｅ ｔｐ ｒ ｍｅ ｅｓ，ｉ ｃｕ ｉ ｇｈｅ ｔｒｌ ａ ｅ ｒ ｔ ｎ ｌ ｄ ｎ ａ ｅｅ ｓ ａｅ，ｍ ａ ｓｌｓ ａｅ，ｉｎ ｔ ｎ ｔｍｅ，ｂ ｒｎ ｎ ｉ ｓ ｏ ｓｒ ｔ ｇ ｉｉ ｉ ｏ ｕｉｉｇｔ ｍｅ， ｓ ｋ ｘｉ ｃ ｍｏ ｅ ｅ ｔ ‘ ｎ ｔ０ ｒ ａ ａ ｄ ｓ ｋ ｅｅ ｓ ａ ｅ，ｗｅ ｅ ｉ ｔｏ ｕｃ ｄ ａ ｄ ｄ ｓ ｕ ｓ ｄ ｂ ｓ ｄ ｏ ｈ ｔｕ ｔ ｒ ｌｃ ａ ａ ｔ ｒｓｉ ｓ ｈ ｅ ｔｐ ｏ ｅ ｉｎ ａ ｅ ｎ ｍｏ ｅ ｒ ｌａ ｅ ｒ ｔ ｒ ｎ ｒｄ ｅ ｎ ｉｃ ｓ ｅ ａ ｅ ｎ ｔ ｅ ｓｒ ｃｕ ａ ｈ ｒ ｃｅ ｉｔｃ ，ｔ ｅ ｔ ｓ ｒ ｃ — ｄ ｒ ｓａ ｄ ｔ ｅ ｔｓ ｒｎ ｉ ｌ ｆｔｅ ｃ ｎ ａｏ ｉ ｔ ｒ Ｉ ｄｄｔｏ ｕ ｅ ｎ ｈ ｅ ｔｐ ｉ ｃｐ ｅ ｏ ｈ ｏ ｅ ｃ ｌｒｍｅｅ ． ｎ ａ ｉ ｎ，ｔ ｅ ｔｓ ａａ ｆｒ ＡＢＳ ｓ ｍｐ ｅ ｔ ｉｆｒ ｎ ａ ｅ ｒ — ｉ ｈ ｅ ｔｄ ｔ ｏ ａ ｌｓ ｗｉ ｄ ｆｅｅ ｔｆ ｍ ｅ ｈ ｌ ｔｒ ａ ｔｆｒ ｌｔｏ ｓｗｅ ｅ ａ ａｙ ｅ ｈ ｏ ｈ ｃ ｍｐａｉｏ ｍｏ ｇ ｔｅ ｃ ｒｅ ｆｔ ｓ ａ ａ ｔｒ ．Ｃｏ ｒ ｓ ｏ ｄ ｎ ｌ ａ ｄ ｎ ｏｍｕ ａｉ ｎ ｒ ｎ ｌｚ ｄ ｔ ｒｕｇ ｏ ｒｓ ｎｓａ ｎ ｈ ｕ ｖ ｓｏ ｅ ｔｐ ｒ ｍｅｅ ｓ ｒｅ ｐ ｎ ｉ ｇｙ，ｔ ｅ ｆ ｍｅ ｈ ａ ｌ ｒ ｔｒ ａ ｔｅ ｉｉｎ ｅ ｆｔ ｅ ｆｒ ｕ ａｉｎ ｒ ｒ ｄ ｄ． ｅａ ｄ ｎ ｆ ｃｅ ｃ ｓｏ ｈ ｏｍ ｌｔ ｓｗｅ ｅ ｇ ａ ｅ ｏ Ｋ ｅ ｒ ｓ：ｃ ｎ ａ ｏｉ ｔｒ ｏｙ ｒ ｏ ｂ ｓｉｎ ｔ ｓ ；ｈ ａ ｅｅ ｓ ａｅ ｙ ｗｏ ｄ ｏ ｅ ｃ ｌｒｍｅｅ ；ｐ ｌ ｍｅ ；ｃ ｍ ｕ ｔｏ ｅ ｔ ｅ ｔｒ ｌａ ｅ ｒｔ
常见木质板材燃烧性能研究
常见木质板材燃烧性能研究摘要：随着我国经济的发展，木质板材因其诸多优点在室内装修装潢和家具的制造过程中得到广泛使用，但这在一定程度上也增大了室内的火災荷载，给建筑物埋下了火灾隐患。
因此，正确对常见装修木质板材的燃烧性能进行认识和评价，对于揭示火灾的形成原因有较大的帮助。
关键词：木质板材;燃烧性能;烟气产量;火灾危险性随着我国经济的不断发展，人们物质文化生活水平的不断提高，人们对生活、工作、娱乐的环境条件要求也越来越高，几乎所有的建筑都要使用材料装修，木质板材以其淳朴自然、纹理美观、吸音隔热等优点在室内装修装潢和家具的制造过程中得到广泛使用，但这在一定程度上也增大了室内的火灾荷载，给建筑物埋下了火灾隐患[1]。
因此。
如果能正确对常见装修木质板材的燃烧性能进行认识和评价，对评价某一建筑的火灾危险性和消防安全设计起着十分重要的作用，对于揭示火灾的形成原因有非常大的帮助。
文章选取密度板、刨花板、细木工板、五合板及多层板五种板材进行燃烧性能的对比和分析，对常见木质板材的火灾危险性做出评价。
一、试验部分（一）试验仪器JCK-2型建材可燃性试验炉，南京市江宁区分析仪器厂;SCY-1型建材烟密度测定仪，南京上元分析仪器有限公司;HC-2CZ氧指数测定仪，南京上元分析仪器有限公司;锥形量热仪，英国FTT公司;多组分烟气分析仪，德国MRU GmbH公司。
（二）试验材料及制备1.试验材料以目前家具制作、家居装修使用广泛的密度板、刨花板、细木工板、五合板及多层板为试验材料。
2.样品制备试验前，按照国家标准和实际使用需求，将五种板材裁制成标准试样，试样的尺寸见表1。
（三）试验方法1.氧指数测定试验方法根据GB/T2406.2-2009《塑料用氧指数法测定燃烧行为》[2]，测试板材竖直放置在燃烧筒中，选择起始氧浓度，采用顶面点燃法测试材料是否引燃，是否烧至5cm刻度线。
根据实际情况调整氧浓度，从而确定材料耗氧量区间。
测量五种板材烧至5cm刻度线的持续燃烧时间、氧浓度和烧损长度。
建材锥形量热试验
建材锥形量热试验1. 背景介绍建材是指用于建筑工程中的各种材料，如混凝土、砖块、砂浆等。
建材的质量和性能直接影响着建筑物的安全性和耐久性。
锥形量热试验是一种常用于评估建材燃烧性能的方法。
通过对建材在高温下的燃烧特性进行研究，可以为建筑物的设计和材料的选择提供参考依据。
2. 锥形量热试验原理锥形量热试验是利用锥形量热仪对建材样品进行测试，以测定其燃烧性能。
试验中，将建材样品置于锥形量热仪的加热器中，通过控制加热速率，使样品受热并发生燃烧。
同时，通过测量样品的温度和热释放速率等参数，来评估建材的燃烧特性。
3. 锥形量热试验参数在进行锥形量热试验时，常用的参数包括：•最大热释放速率（Peak Heat Release Rate，PHRR）：表示样品燃烧时释放的最大热量。
•平均热释放速率（Average Heat Release Rate，AHRR）：表示样品燃烧时平均每单位时间释放的热量。
•烟气产生速率（Smoke Production Rate，SPR）：表示样品燃烧时产生的烟气的速率。
•烟气毒性（Toxicity）：表示样品燃烧时产生的烟气对人体的毒性。
•温度曲线（Temperature Curve）：表示样品燃烧时温度的时间变化曲线。
4. 锥形量热试验过程下面是标准的锥形量热试验过程：步骤一：样品制备•准备建材样品，通常为规定尺寸和形状的试块。
•清洁样品表面，确保无油污和杂质。
步骤二：仪器设置•将样品放入锥形量热仪中，并确保样品合适的安装位置。
•设置测试参数，如加热速率、采样频率等。
步骤三：试验开始•启动锥形量热仪，开始测试。
•监测样品温度、热释放速率和烟气产生速率等参数的变化。
步骤四：数据分析•根据实验结果，计算最大热释放速率、平均热释放速率、烟气产生速率等参数。
•分析温度曲线和燃烧过程中的特征。
步骤五：结果评估•根据试验结果评估建材的燃烧性能和烟气产生情况。
•与相应的标准进行对比，判断建材是否符合要求。
聚合物材料燃烧性和阻燃性锥形量热仪测试评价法
聚合物材料燃烧性和阻燃性锥形量热仪测试评价法有机聚合物材料是一种新兴而广泛使用的材料,但由于其内在易燃性,使使用场所的火灾危险性大大增加。
因此,如何正确评价其在实际火情条件下的燃烧与阻燃性能已成为一项迫在眉捷的首要问题。
锥形量热仪( CON E)是美国国家科学技术研究所( N IST)的Babra uskas于1982年提出的。
它是以氧消耗原理为基础的新一代聚合物材料燃烧测定仪,氧消耗原理是指每消耗1 g的氧,材料在燃烧中所释放出的热量是13. 1 kJ(误差为5% 或更好) ,且受燃料类型和是否发生完全燃烧影响很小。
只要能精确地测定出材料在燃烧时消耗的氧量就可以获得准确的热释放速率。
不热辐射强度下的热释放速率( HRR )是CON E给出的最重要的参数之一,同时还能给出其它许多参数。
它们可从不同角度评价聚合物材料的燃烧性和阻燃性。
不同于以往的传统实验室型评价方法(如: 极限氧指数LOI, NBS烟箱等) , CON E的实验结果与大型燃烧实验结果之间存在很好的相关性[2 ]。
以往为了正确评价建筑材料、装饰材料和电线电缆等必须进行大型燃烧实验,浪费了大量的物力和财力。
近年来,由于CON E的出现使评价工作大为改观。
有利的促进了研究和评价工作的进展,并制定了相应的实验标准,如: ASTM E1354- 90 和90A 和ISODIS 5660 /90。
CON E可望在评价聚合物材料燃烧性和阻燃性上代替或部分代替大型燃烧实验,并能进行阻燃机理及烟等方面的研究工作。
1、锥形量热仪可模拟多种火情强度,测定聚合物材料的热释放速率等燃烧参数的CON E由六部分组成: ( 1)截断锥形加热器和有关控制电路; ( 2)通风橱和有关设备; ( 3)天平及试样架; ( 4)氧气和气体分析仪表; ( 5)烟测量系统; ( 6)有关的辅助设备。
该仪器具有较宽的热辐射功率范围( 10 kW /m2～110 kW /m2)。
锥形量热仪技术参数
锥形量热仪技术参数
1.测试范围：锥形量热仪可以测试板材、涂层、绝缘材料、纺织材料等各种材料的燃烧性能。
3. 材料尺寸：通常使用方形样品，边长一般为100 mm或150 mm；也可以使用圆形样品，直径一般为100 mm。
4.加热源：通常使用电热丝作为加热源，但也可以使用其他热源如辐射炉。
5.锥形加热器：燃烧实验过程中，样品的一个边贴在锥形加热器上。
锥形加热器由不锈钢制成，其寿命长、耐高温。
6.燃烧参数测量：
a.烟雾产生速率（SPR）：表示单位时间内烟雾的产生量。
b.火焰传播速率（FHR）：表示火焰在材料表面的传播速度。
c.热释放速率（HRR）：表示单位时间内材料所释放的热量。
d.烟气产物分析：通过气体分析仪测量燃烧过程中产生的主要有害气体如CO、CO2等。
e.燃烧时间：表示材料开始燃烧到燃烧停止所需要的时间。
7.温度测量：通过热电偶或红外测温仪等温度传感器进行温度测量，可以测量样品表面温度、火焰温度、烟气温度等。
8.数据采集：锥形量热仪一般配备数据采集系统，用于实时采集、显示和记录燃烧参数和温度数据。
9.操作模式：通常有手动和自动两种操作模式，手动模式需要操作人员实时监测温度和燃烧参数，自动模式可以通过预设参数自动完成测试过程。
10.安全措施：锥形量热仪一般设有安全装置，如烟雾排除装置，以确保实验过程安全。
11.数据分析：通过软件对测试结果进行数据分析和图形显示，为材料燃烧性能的评价提供参考。
锥形量热仪的工作原理及应用
到火焰熄灭为止所释放热量的总和 ,即
t
THR = ∫HRR ,单位为 MJ / m2 。
t =0
end
将 HRR 与 THR 结合起来 , 可以更好地评价材料 的燃烧性和阻燃性 , 对火灾研究具有更为客观 、 全面 的指导作用 。 313 质量损失速率 ( Ma ss Lo ss Rate ,简称 MLR)
HRR 是指在预置的入射热流强度下 ,材料被点燃
后 ,单位面积的热量释放速率 ,即
・
q 1 ΔHC q″ = = × 1 . 10 ×c A A r0
・
ΔP
Te
x02 - xO2
0
1 . 105 - 1 . 502
( 6)
HRR 是表征火灾强度的最重要性能参数 ,单位为 kW/ m2 ; HRR 的 最 大 值 为 热 释 放 速 率 峰 值 ( Peak of HHR ,简称 pkHRR) ,pkHRR 的大小表征了材料燃烧时
王庆国 张军 张峰
( 青岛科技大学高分子科学与工程学院 青岛 266042)
E2mail :qgwang @263. sina. com
摘 要 锥形量热仪是当前能够表征材料燃烧性能的最为理想的试验仪器 ,它的试验环境同火灾材料的真实燃 烧环境接近 ,所得试验数据能够评价材料在火灾中的燃烧行为 。本文介绍了锥形量热仪的结构 、 工作原理和应用 ,并 就燃烧性能在材料评价 、 材料设计和火灾预防等方面的重要意义作了阐述 。 关键词 锥形量热仪 ; 氧耗原理 ; 燃烧性能 中图分类号 TH89
作者简介 : 王庆国 ,男 ,1971 年生 ,讲师 ,山东莒南人 ,现主要从事高聚物材料阻燃和火灾中高聚物材料燃烧行为研究 。
锥形量热计研究木材临界辐射能流和点燃温度
一
式 中 ： 为材料 的辐射率 ； 为材 料 的温度 ； 斯蒂 芬 ｅ Ｔ 为
波尔兹曼 常数 （． ６ ×１ Ｗ ・ ５ ６９ ０ ｍ ・ ） Ｋ 。
材 料 吸收 能 量后 ， 度 会上 升 ， 当温 度升 高 后 ， 温 而 材 料辐射 出 的能量也 会增 加 。 因此 ， 假设 材料 是不 可燃 的 ， 么材 料 同辐 射 环境 之 间 总会 在 某 一温 度 点 达到 那 热 平 衡 ， 时 材 料 所 吸 收 的 能 量 等 于 其 辐 射 出 的 能 此
Ｃ ） 烟密 度 测 量 系统 、 气 系统 、 正 系统 、 据 采 Ｏ： 、 排 校 数 集 系统 、 品容器 、 辐射计 等组 成 。 样 热
２ 运 用 的基本 理论
特 性 数 据 （ 热释 放 速 率 、 量 损 失 率 、 燃 时 间 等 ） 而 且 可 以 如 质 点 ，
根 据 所 测 得 的 数 据 间 接得 出材 料 的 其 它 燃 烧 特性 数据 。 者 介 笔
不会 被 点燃 ； Ｔ—Ｔ。 则材 料 刚 好 处 于 被点 燃 的边 若
界 ， 时辐 射环 境 中的辐 射 能流 称 之 为材 料 的 临界 辐 此
ｗａ ｅ ｐ ｉｋ ｅ ｓ ｃ ｕ ｄ ｗｏ ｋ ｉ ｉ ｎ ｒ ｐ ｒｙ ｔ ｒ ｓ ｒｎ ｌ ｒ ｏ ｌ ｒ ｎ ｔ ｍｅ ａ ｄ ｐ ｏ ｅ ｌ ．
ｔ ｒ ｏｍ ．Ａ ｆｅ ａｌ ｄ ｓ ｒ ｔｏ ｏｆ ｉｅ ｈｅ ｏ ｔ ｒ ｌ。 ｅ ｔ ｕｃｉ ｎ ｆｒ ｗｏｕ ｄ ｌ ｂｅ ｅ ｕｃ ｄ ｆ ｒ ｄ ｅ ｉ
设 材料 的点 燃温 度为丁。 当材料 在 辐射环境 中达 到热 平 衡 时 ， Ｔ＞Ｔ。 则 材 料 就 会 在其 温 度 达 到 点 若 燃 温度 时 被点 燃 ； Ｔ＜ Ｔ 则 材 料 在 该 辐射 环 境 中 若 。
锥形量热仪的使用原理、测试指标和应用
锥形量热仪的使用原理、测试指标和应用1、锥形量热仪概述表征材料燃烧性能的试验方法较多，如氧指数(LOI)法、UL标准中的水平燃烧、垂直燃烧法及NBS烟箱法等。
它们多是传统的小型试验方法，试验操作环境与真实火灾相差较大，试验获得的数据也只能用于一定试验条件下材料间燃烧性能的相对比较，不能作为评价材料在真实火灾中行为的依据。
目前，被公认为是测量材料对火反应特性或燃烧特性的最好技术手段是锥形量热仪（CONE），它可以实现多种火灾相关参数的测量。
它的燃烧环境极相似于真实的燃烧环境，其试验结果与大型燃烧测试结果之间存在很好的相关性，能够表征出材料的燃烧性能，是新一代的聚合物材料燃烧性能测定仪。
锥形量热仪（CONE）是美国国家标准与技术研究院于1982年研制的，经过20多年的不断改进和完善，锥形量热仪已经成为研究材料燃烧性能最重要的实验仪器之一，已被多个国家、地区及国际标准组织应用于建筑材料、高分子材料、复合材料、木材制品以及电缆等领域。
锥形量热仪（CONE）是采用氧消耗原理设计的测定材料燃烧放热的仪器，可以完成材料的热释放速率、质量损失速率、样品点燃时间、CO和CO2生成率、比消光面积、烟灰质量取样、有效燃烧热等参数的测量。
CONE的燃烧环境极相似于真实的燃烧环境，其试验结果与大型燃烧试验结果之间存在很好的相关性，能够表征出材料的燃烧性能，在评价材料、材料设计和火灾预防等方面具有重要的参考价值。
经不断研制和改进，CONE现在已成为研究火灾和评定材料燃烧性能的理想试验仪器。
国际标准组织(ISO)及美国、英国等国家已制定出应用CONE测定各种材料燃烧性能参数的标准，另外一些国家和地区，如瑞典等也正在积极地制定相应的使用标准。
以CONE为试验仪器，我国已参照ISO非等效地制定了有关燃烧标准。
但由于众多方面的原因，此标准并没有真正在我国得到推广应用。
可以相信，随着我国工业的不断发展和对材料阻燃性能的需要，CONE必定会在我国的材料阻燃和火灾预防等领域起到越来越重要的作用。
木材阻燃实验报告
木材燃烧和阻燃性能评价实验班级：木工112 姓名：金高慧学号：201102010205一、实验目的：1、通过此实验，了解锥形量热仪的组成和工作原理。
2、培养学生实验设计技能，并通过实际操作，增强对锥心量热仪的操作和使用的实践能力。
二、实验仪器：锥形量热仪、样品燃烧盒、样品若干。
三、实验原理：1、锥形量热仪的结构概述锥形量热仪是典型的绩点一体化组合设备，其外形结构简单、紧凑，但是功能原理、控制原理和操作要求却极其严格。
2、锥形量热仪的工作原理锥形量热仪是建立在氧消耗原理基础上的材料燃烧测试仪器。
氧消耗原理指出，材料在燃烧过程中每消耗1g氧气，所释放处的热量是13.1KJ（误差不大于5%），并且受材料种类和燃烧程度的影响很小。
因此只要准确地测定出材料在饶绍时所消耗氧气的量，就可以精确地计算出释放处的热量，进而给出试样在单位时间、单位面积上释放的热量（热释放速率RHR）。
通过配置天平、光度测定仪及气体分析等装置和计算机系统，CONE还能及时给出试样的质量、烟、尾气成分等随时间变化的动态结果。
CONE可模拟多种火强度，能同时提供多个相关的参数。
四、实验步骤1、样品件的准备锥形量热法测试的样品件，应该是外形完整，材质均匀、尺寸为100×100mm 的正方形，厚度在3-20mm之间选择，常用的厚度为4mm和10mm。
样品件可以用模具压制，也可以用成品的板材切割而成。
但不管用哪一种方式只作的样品件，决不能出现厚薄不均，大小气泡、坑陷缺料、周边凹凸不齐等现象。
尤其是用模具压制的样品件，在材料进行混炼或搅拌时，应在设备上多反复几次，充分地保证材料能均匀的混合。
这样压制出的样品件材质才能保证均匀，在燃烧测试时效果稳定、数据的重复性较好。
通常情况下，要测试的样品件应该选择相同的厚度进行测试比较。
每种要测试的样品件最好准备两件以上，作为在测试数据失败后的备用件。
样品在测试前，要用铝箔将其五个侧面包好，防止燃烧时的过多流滴和测试不准确。
锥形量热仪的构造解析
锥形量热仪的构造解析1.锥形加热器（Cone Heater）：锥形加热器是锥形量热仪的核心部件，由一个金属锥形体和一个电加热元件组成。
电加热元件通常采用细丝或片状形式，可通过电流加热达到所需温度。
锥形加热器的目的是在实验过程中提供热源，使样品快速加热到燃烧温度。
2.样品架（Sample Holder）：样品架用于支撑和固定待测试的材料样品，通常由金属材料（如不锈钢）制成。
样品架的设计可以根据需要进行适当的调整，以确保样品在实验过程中保持稳定且可靠的位置。
3.观察窗（Observation Window）：观察窗位于样品架和锥形加热器之间，通常由透明耐高温的材料（如石英）制成。
观察窗的作用是使实验人员能够观察到样品的燃烧过程和火焰发展情况，从而收集相关数据和信息。
4.氧气控制系统（Oxygen Control System）：氧气控制系统用于控制实验室环境中的氧气浓度。
通过调整氧气的供应量，可以模拟不同的氧气浓度条件，以研究材料在不同氧气环境下的燃烧特性。
5.温度测量系统（Temperature Measurement System）：温度测量系统用于测量样品和实验室环境中的温度。
通常采用热电偶或红外线热像仪等设备进行温度测量。
温度测量数据对于了解材料的燃烧过程以及火焰的发展状态具有重要意义。
6.烟气分析系统（Smoke Analysis System）：烟气分析系统用于测量和分析燃烧过程中产生的烟气和烟雾产物。
通常使用光学传感器、质谱仪或气体色谱仪等仪器设备，来测量不同组分的烟气含量以及烟气中的微粒浓度等参数。
除了上述主要部件外，锥形量热仪还可能配备其他附件和辅助设备，如气密性控制系统、排烟系统、样品测量和取样系统等，以满足特定实验要求和研究目的。
总之，锥形量热仪是一种用于研究材料燃烧性能和火灾危险性的实验设备，通过加热样品并对其燃烧过程进行监测和分析，可以获得一系列与火灾相关的物理和化学参数。
锥形量热仪测试原理
锥形量热仪测试原理
锥形量热仪是一种常用的热力学分析仪器，广泛应用于材料科学、化学工程等领域。
它的原理是利用热量的交换来测量样品的热力学性质，通过测量样品在不同温度下的热量变化，来研究其热稳定性、燃烧性能等。
锥形量热仪的测试原理基于热力学第一定律，即能量守恒定律。
它的工作原理可以简单地描述为：将待测试的样品放置在锥形量热仪的样品池中，通过加热或冷却样品池，改变样品的温度。
同时，锥形量热仪内部有一个参比池，用来保持一个已知的温度。
当样品和参比池的温度发生变化时，锥形量热仪会测量出两者之间的热交换情况。
在测试过程中，锥形量热仪会根据样品和参比池的温度变化，测量出产生或吸收的热量。
这个热量的变化可以通过传感器和计算机系统进行精确测量和记录。
通过实时监测样品和参比池的温度，可以得到样品的热容量和热稳定性等信息。
锥形量热仪的测试原理基于热力学的基本原理，但在实际应用中还需要考虑一些其他因素。
例如，样品的环境条件、样品的形状和大小、加热速率等都会对测试结果产生影响。
因此，在使用锥形量热仪进行测试时，需要进行一系列的校正和控制，以确保测试结果的准确性和可靠性。
锥形量热仪是一种利用热量交换原理来测试样品热力学性质的仪器。
它通过测量样品和参比池之间的热交换情况，得到样品的热容量和热稳定性等信息。
在实际应用中，我们需要考虑一些其他因素，以确保测试结果的准确性。
锥形量热仪的广泛应用为我们研究材料的热性能提供了有力的工具。
聚合物的燃烧与锥形量热分析
聚合物的燃烧和阻燃1 聚合物的燃烧由于聚合物主要成分是碳、氢等元素，其暴露于外部热源后，容易分解产生可燃性挥发物，这些可燃性挥发物和空气混合形成可燃性气体混合物，当温度达到着火点后，就会被点燃，引发火灾。
聚合物火灾对生命、财产和环境的危害主要由材料燃烧的热效应和烟效应两方面决定。
热效应：是指聚合物材料燃烧时放出的热能以辐射、对流和传导三种方式向周围环境传播而引起对生命、财产和建筑结构的热损害；烟效应是指材料燃烧时放出烟雾和有毒气体对生命和环境造成的损害。
燃烧发生的三要素：可燃物、温度和氧气浓度。
聚合物燃烧的特点：燃烧之前的受热分解过程和燃烧过程中的释热、生烟性能。
释热性：热释放速率生烟性：烟密度或光密度有毒气体：CO、卤化氢、硫化氢、氰化氢等发烟速率和CO等毒性气体的生成速率，是评价聚合物材料火灾安全性的重要指标。
1.1 聚合物的燃烧过程聚合物的燃烧过程按时间划分分为5个阶段：受热熔融、热分解、点燃、燃烧和火焰传播1）受热熔融聚合物材料从外部热源获得热量，表面温度逐渐升高，然后从表面至内部形成温度梯度，并随时间而变化。
聚合物材料的温度逐渐升高，升温速率取决于材料的比热容、热导率和材料在加热过程中发生相变或结构变化时吸收或放出的热量大小。
2）热分解聚合物在外部热源的作用下，达到一定温度（起始分解温度）时，聚合物分子链中的弱键首先发生断裂，进而引发其他键的断裂，使得聚合物大分子链迅速分解。
聚合物的热分解可以分为解聚反应、消除反应、环化反应、交联反应等。
聚合物的热分解有两种方式：非氧化热分解（无氧参与）、氧化热分解（氧和热共同作用）表层多为---氧化热分解反应内部多为---非氧化热分解反应在起始阶段，空气中的氧气浮着于聚合物材料表面，聚合物分子链在热和氧的作用下，热氧分解反应就会发生。
随着聚合物分解反应的进行，会有大量分解产物生成。
其中气相挥发物汇聚在固体表面，与空气中的氧混合形成可燃性气体混合物，即后来引发聚合物燃烧的“燃料”。
锥形量热仪燃烧测试实验方法.
锥形量热仪燃烧测试实验方法一、实验简介应用锥形量热仪测试聚合物的阻燃性能是一种先进的测试技术。
锥形量热仪对于燃烧中的聚合物材料具有多项测试功能 , 如 : 热释放速率 ( Heat ReleaseRate, HRR、质量损失速率 (M ass Loss Rates, M LR 、有效燃烧热,总生烟量 ( To ta l Smoke Production,TPS、烟释放速率 ( Rate of Smoke Release, RSR 等、参数在火灾安全工程与设计、材料阻燃性能研究、评价等方面应用广泛。
因此 , 实验测试技术和测试数据分析也非常重要 , 如对 ABS 用几种不同成分的填料 , 组合而成的几种聚合物材料燃烧测试数据的采集与分析 , 就是在充分了解、熟悉锥形量热仪的结构性能、工作原理的基础上 , 在掌握了熟练的测试技术和操作步骤的基础上 , 对测试数据的成功与否 , 有明确的认定。
这样才能对材料的阻燃性能进行分析评定 , 得出准确的结论 , 尤其是在测试前对仪器的标定 , 过滤材料的更换与过程检查 , 除湿材料过程变化与更换等 , 都是很重要的测试技术。
二、结构概述锥形量热仪是典型的机电一体化组合设备 , 其外形结构简单、紧凑 , 但是功能原理、控制原理和操作要求却极其严格 , 是多种行业知识的综合应用 , 如图 1所示。
由图可知 , 锥形量热仪的结构及原理涉及到机械、化工、通风、制冷、仪表、电气控制、流体力学、热力学、激光原理、计算机原理、计量检测等方面的知识 , 涵盖面较广 , 是非常典型的高新技术综合应用的精密测试仪器。
三、测试要点3. 1 工作原理锥形量热仪的主要工作原理是耗氧原理 , 当样品件在锥形电加热器的热辐射下燃烧时 , 火焰就会消耗掉空气中一定浓度的的氧气 , 并释放出一定的燃烧热值。
通过大量的实验测试和计算研究认为 , 绝大多数所测材料的耗氧燃烧热值接近 13. 1 M J/kg这一平均值 , 偏差约为 5%。
锥形量热仪测试方法
锥形量热仪测试方法一、锥形量热仪的基本介绍。
1.1 锥形量热仪啊，那可是个很厉害的测试仪器呢。
它就像一个小小的火灾实验室，专门用来检测材料在燃烧时候的各种情况。
这东西外观上看起来有点像个大圆锥，所以叫锥形量热仪。
1.2 它的原理其实也不难懂。
简单说呢，就是模拟真实的火灾场景，给材料加热，然后测量材料在燃烧过程中的热量释放、烟雾产生量还有其他的一些数据。
这就好比是给材料来一场火灾大考验。
二、测试前的准备工作。
2.1 样品可得准备好。
这个样品的大小、形状那都是有要求的，就像我们做菜，食材得切成合适的样子才能下锅。
样品得按照规定的尺寸裁剪或者制作，不能马虎。
要是样品没弄好，那测试结果可就像建在沙滩上的房子，根基不稳啊。
2.2 仪器的校准也非常关键。
这就好比我们出门前得检查下鞋子有没有穿好一样。
校准不准确，那测试出来的数据就会像没头的苍蝇，到处乱撞，一点都不靠谱。
要确保仪器的各项参数都是准确无误的。
2.3 测试环境也得设置好。
温度、湿度这些因素就像天气对我们心情的影响一样，会影响测试结果。
要是环境不合适，那测试就像是在狂风暴雨里放风筝，根本没法好好进行。
三、测试过程。
3.1 当一切准备就绪，就可以开始测试啦。
把样品放到仪器里，就像把战士送到战场上一样。
然后仪器开始按照设定的程序给样品加热，这时候就像一场战斗打响了。
我们可以看到热量开始释放，就像火苗开始跳动一样。
3.2 仪器会不断地记录各种数据。
它就像一个超级细心的记录员，一点都不会遗漏。
从热量释放速率到烟雾的产生量，每一个数据都像一颗珍贵的珍珠，对于我们了解材料的燃烧性能至关重要。
这时候我们得像守财奴看着自己的财宝一样，紧紧盯着这些数据，确保它们都是准确的。
四、测试结果的分析。
4.1 拿到测试结果之后，可不能像丈二和尚摸不着头脑。
得仔细分析这些数据。
比如说热量释放速率高的材料，那在火灾中就像个火药桶，很容易引发大火。
而烟雾产生量多的材料，就像个烟雾弹制造机，会给火灾救援带来很大的麻烦。
锥形量热仪的原理及应用
锥形量热仪的原理及应用锥形量热仪（Cone Calorimeter）的定义和用途锥形量热仪是一种用于测量固体材料在火灾条件下的热释放速率和燃烧特性的仪器。
它是一种重要的实验设备，在建筑材料、电子产品、家具和汽车行业等领域中得到广泛应用。
通过对材料在实验条件下的燃烧行为进行测试，可以评估材料的燃烧性能，并对火灾的蔓延扩散和人员疏散提供有力的参考依据。
锥形量热仪的工作原理锥形量热仪主要由以下几个部分组成：底部加热器、样品架、锥形块和温度传感器。
1.底部加热器：底部加热器通过电流加热锥形量热仪的底部，提供一定的热量以引发样品的燃烧反应。
2.样品架：样品架是放置待测试材料的支架。
样品在测试过程中通过样品架放置在锥形块上。
3.锥形块：锥形块是锥形量热仪中最重要的部分，用于支撑样品并记录其燃烧行为。
锥形块的顶部为样品点燃的位置。
4.温度传感器：温度传感器用于监测锥形块表面的温度变化，以评估燃烧的程度和材料的热释放速率。
锥形量热仪测试过程锥形量热仪的测试过程通常包括以下步骤：1.样品准备：将待测试的材料切割成规定的尺寸和形状。
根据需要，可以对样品进行预处理，如表面处理、烘干等。
2.样品安装：将样品放置在样品架上，并将样品架安装到锥形块上。
3.点燃样品：通过底部加热器加热锥形块，使其上部的样品点燃。
4.记录数据：在测试过程中，通过温度传感器实时记录锥形块表面的温度变化，同时测量和记录其他相关数据，如热释放速率等。
5.分析结果：根据测试数据，进行燃烧特性的分析和评估。
可以通过参数，如热释放速率曲线、时间至热释放速率的峰值等，来评估材料的燃烧性能和火灾的危险程度。
锥形量热仪的应用锥形量热仪广泛应用于多个领域，尤其在建筑材料和电子产品行业中具有重要作用。
以下列举了一些常见的应用场景：1.建筑材料：在建筑行业中，锥形量热仪可用于评估各种建筑材料的燃烧性能，包括木材、地板、墙壁、屋顶等。
通过测试，可以筛选出具有良好防火性能的材料，保障建筑物的安全性。
锥形量热仪实验指导
锥形量热仪实验指导实验目的：1.了解锥形量热仪的基本原理和结构。
2.掌握锥形量热仪的操作方法。
3.测量材料的热容和导热系数。
实验原理：锥形量热仪是根据Fourier法则和热传导方程来测量材料的热容和导热系数的。
它由一个内外两个金属筒组成，内筒上开一个小孔，被测样品放入内筒中，然后将内外筒接触面加热，产生热流通过样品，从而测量温度变化。
实验步骤：1.准备工作：a.将锥形量热仪放在水平台上，并确保其放置稳定。
b.温度计的探头插入样品孔中，并保证它与样品孔内壁紧密接触。
c.将内外金属筒清洁干燥，并确保内筒没有杂质。
2.样品的准备：a.根据所需测量的物性参数，选择合适的样品材料和尺寸。
b.将样品从内筒中取出，并用砂纸打磨样品的表面，确保样品表面是平整的。
c.将样品放入内筒中，并确保其占据整个孔的空间。
3.温度控制：a.打开温度控制器，并调节加热功率和加热时间，以使加热均匀。
b.开始加热，并用温度计测量样品的温度变化。
c.记录温度的变化，并绘制温度-时间曲线。
4.计算热容和导热系数：a.根据温度-时间曲线，计算样品的热容，可以使用下式：C=(m*ΔT)/(m*ΔT)其中，C为热容，m为样品的质量，ΔT为样品的温度变化。
b.根据热容和样品的尺寸，可以计算样品的导热系数，可以使用下式：λ=(k*d)/(A*ΔT/Δx)其中，λ为导热系数，k为样品的热导率，d为样品的密度，A为样品的横截面积，ΔT为样品的温度变化，Δx为样品的长度。
实验注意事项：1.在进行实验前，先熟悉仪器的结构和操作方法。
2.调节加热功率和加热时间时，要谨慎操作，以免样品过热。
3.温度计的探头要紧密接触样品孔内壁，以确保准确测量温度。
4.在记录温度-时间曲线时，要注意温度的稳定性，以得到准确的结果。
5.在计算热容和导热系数时，要使用正确的公式，并注意单位的换算。
6.在进行实验时，要注意安全，避免发生烫伤和其他意外事故。
通过上述实验指导，你可以学习到锥形量热仪的基本原理和使用方法，掌握测量材料热容和导热系数的技能。
锥形量热仪的实验意义
锥形量热仪的实验意义通过上述参数,可研究小型阻燃试验结果与大型阻燃试验结果的关系,并能分析阻燃剂的性能和估计阻燃材料在真试火灾中的危险程度，锥形量热仪试验越来越广泛的被应用到阻燃材料的测试和研究中。
目前，对于材料阻燃性能的研究大多集中在材料学和化学角度，对火灾学方面的研究较少。
而材料的阻燃性能主要涉及到材料学和火灾科学两个方面的内容，应该从两个方面进行研究。
认识和掌握燃烧模式的特点以及不同材料的对火反应特征的不同，才能有效地发展高阻燃性能的材料。
本文从火灾学角度出发，选取成炭聚合物（HIPS/OMMT复合材料）和不成炭聚合物（HIPS）分别代表不同结构的材料，在锥形量热仪燃烧模式下对不同结构材料的对火反应特点进行了研究，在此基础上详细分析了锥形量热仪试验燃烧模式的特点。
锥形量热仪的主要工作原理是耗氧原理:当样品件在锥形电加热器的热辐射下燃烧时,火焰就会消耗掉空气中一定浓度的的氧气,并释放出一定的燃烧热值。
通过大量的实验测试和计算研究认为,绝大多数所测材料的耗氧燃烧热值接近13.1MJ/kg这一平均值,偏差约为5%。
锥形量热法就是基于此点,根据材料在燃烧时消耗氧的量计算、测量在燃烧过程中的热释放速率、质量损失速率等参数,用以分析判断材料的燃烧性能。
锥形量热仪实验分析：锥形量热仪试验下的点燃是靠锥形加热器的辐射热使材料产生裂解气，当裂解气达到一定的浓度后，电子脉冲打火器的火花来点燃裂解气，然后蔓延到材料表面，因此点燃时间相对火焰直接点燃来说较长。
材料燃烧过程中火焰覆盖材料单面燃烧，不存在火焰的传播，样品四周被铝箔包裹，加上燃烧盒的固定作用避免了熔融物质的流失，不受材料熔融的影响。
并且燃烧时材料一直受到辐射器和表面燃烧火焰两部分的热流，使得材料长时间处于较高的，温度场温度较高，持续时间较长，环境接近于正常火灾，使得材料充分裂解。
与不成炭聚合物不同，成炭聚合物在锥形量热仪试验下由于表面炭层生成，有效的阻隔了来自材料正上方的辐射热流作用，这种表面炭层结构的材料在这种特殊燃烧模式下会表现出很好的阻燃性能。
木质地板阻燃性能的研究
普 通 强 化 地板
阻 燃强 化 地 板
４ ． ０１
５． ９３
员 达 到 １ ０万 人 ， 地 板 产 值 约 为 ４ ０亿 元 。但 是 未 经 ０ 木 ５ 阻燃 处 理 的地 板 火 灾 危 险 性 很 大 ， 果 直 接 应 用 于 室 内 如 装修 会 给 建 筑 物 的 防 火 安 全 留下 严 重 隐 患 ， 在 装 修 中 而
处理 后 地 板 有 效 燃 烧 热 有 所 下 降 ， 下 降 幅 度 不 大 ； 释 放 速 但 热
率 和 质 量 损 失 率 显 著 下 降 ； 烟 性 能 不 理 想 ， 烧 时 烟 释 放 量 抑 燃
增加 。
定 好 锥 形 量 热 仪 ， 后 在 ５ ｗ／ 然 ０ ｋ ｍ 的热 辐 射 功 率 下 对 样 品进 行 试 验 研 究 。每 个 样 品 进 行 ３次 平 行 试 验 ， 到 得 的燃 烧 性 能 参 数 主 要 有 有 效 燃 烧 热 （ ＥＨｃ） 热 释 放 速 率 、 （ ＨＲＲ） 质量 损 失速 率 （ 、 ＭＬＲ） 烟 释放 情 况 等 。 和 试 验数 据 由锥 形 量 热 仪 的 专 用 软 件 ， 且 配 合 Ｅ 并 Ｘ—
引燃 时 间 是 地 板 阻 燃 的 一 个 重 要 环 节 。 从 表 １可 以 看
出， 合地板经 阻燃处 理后 ， 复 引燃 时 间 无 明显 变 化 ， 化 强 地 板 经 阻 燃 处 理 后 引 燃 时 间 有 所 增 长 ， 增 长 幅 度 不 是 但
很 大 ， 这 种 变 化 也 不 足 以证 实 对 抑 制 地 板 着 火 有 效 ， 而 说 明 阻 燃 处 理 抑 制 点 燃 的 作 用 效 果 不 明显 ， 引燃 时 间 延 且
典型建筑木材的燃烧特性分析
典型建筑木材的燃烧特性分析郭秀娟【摘要】基于典型建筑木材的元素分析、工业分析和组分分析,利用锥形热量仪开展了燃烧特性试验,分析了四种木材的燃烧特性.在较低辐射温度下(564°C),水曲柳因较高的水分含量和较低的木质素含量使原料表面的实际温度低于辐射温度,促进了焦炭的形成,使着火时间延迟为770s;随着辐射温度增加至782°C,原料表面温度达到了纤维素的热裂解温度,水曲柳在260s后开始热解形成大量挥发分,并迅速燃烧释放热量,获得了最大的热释放速率(442.5kW/m2).松木、樟木和杉木的着火时间和热释放速率相近,但都明显小于水曲柳,小分子气体CO和CO2的析出也比较平缓;随着辐射温度的增加着火时间缩短,热释放速率增加,燃烧进行得更充分,但燃烧强度仍弱于水曲柳.【期刊名称】《宁波工程学院学报》【年(卷),期】2018(030)001【总页数】7页(P6-12)【关键词】木材;燃烧;热解;热释放速率;锥形热量仪【作者】郭秀娟【作者单位】宁波工程学院,浙江宁波 315211【正文语种】中文【中图分类】TK160 研究背景一直以来，木材都作为主要材料广泛应用于建筑领域的各个环节。
随着高层建筑的发展和防火安全性的提升，木材的可燃性极大的限制了其应用，但由于木材本身不可忽视的优点和历史遗留建筑的存在等因素，在木结构建筑和室内装修领域仍有大量木材的使用。
据统计，2016年我国木材消费总量约60941万立方米，人造板、实木地板和木质家具制造等木材加工业共消费木材20720万立方米，约占34.45%；基建、装修和农民建房等木材消费约800万立方米左右，约占全国木材消费量约1.31%[1]。
关于木材在建筑领域的安全应用问题研究主要分为两个方面：第一个方面是基于燃烧过程细化的木材燃烧特性研究[2-5]，即开展木材热解、燃烧和炭化过程的试验研究与理论分析，探讨三个子过程及三者之间的耦合对热释放速率、总热释放量、体积收缩系数和炭化速率等燃烧特征参数的影响，并结合具体的防火措施进行效果评价；第二个方面是针对阻燃性能优化的木材改性研究，主要包括阻燃剂的添加[7-9]和木材阻燃处理[10]。
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二锑、硼酸锌、氯化石蜡、红磷等对软质ＰＶＣ进行阻燃
处理。由于添加增塑剂并不能降低ＰＶＣ的发烟性，所
８２
万方数据
以目前常用钼化合物等对其进行抑烟处理。
参考文献：
［１］欧育湘．阻燃高分子材料［Ｍ］．北京：国防工业出版社，２００１． ［２］王玉琦，申从祥．塑料材料［Ｍ］．北京：北京航空航天出版社，
１９９３．
但是，由于炭层造成不完全燃烧，以及由于脱水形
成的水蒸气降低了氧浓度从而加大了不完全燃烧量的
缘故，造成了ＣＯ的增加。
３．２高聚物的结果分析
由于分子结构的差异，在火灾危险性上，ＰＥ远大
于ＰＶＣ。ＰＥ是含有碳和氧的长链脂肪烃化合物，单体
对称，结构单元在大分子链中全部反式链接；而ＰＶＣ
是主链为碳一碳链并含少量短支链和双键的线形大分
消防理论研究
木材和高聚物燃烧性能的锥形量热仪研究
张莹１，唐前伟２，陈爱平３ （１．北京市消防总队，北京１０００３５；２．乐山市消防支队，四川乐山６１４２００；
３．中国人民武装警察部队学院，河北廊坊０６５０００）
摘 要：利用锥形量热仪研究了木材和高聚物材料的燃烧
性能，并讨论了木材和高聚物的阻燃问题。
关键词：燃烧性能；锥形量热仪｝阻燃处理
图２为未经处理与经阻燃处理榉木的质量损失速 率随时问变化的曲线。
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图２榉木质量损失速军变化曲线图
从图２可看出，未经阻燃处理榉木的质量损失速
率峰值大于经阻燃处理榉木的质量损失速率峰值，且
经阻燃处理榉木的质奄损失速率曲线明显平稳。这说
作者简介：张 莹，女，北京市消防总队防火部工 程师，主要从事消防监督管理工作，北京市西城区西直 门内大街１９０号，１０００３５。
收稿日期：２００８一“一０３
Ｆｉｒｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｆｅｂｒｕａｒｙ ２００９，Ｖｏｌ ２８，Ｎｏ．２
木材和高聚物燃烧性能的锥形量热仪研究
×２４ ｍｒｉｌ。
１．２试验仪器 试验仪器为英国ＰＬ公司生产的锥形量热仪。
１．３测试标准及方法 测试按照ＩＳ０ ５６６０标准进行。为避免翘曲和膨
胀，将水平放置的试样用不锈钢丝网进行保护；对试样 加热的热辐射强度为５０ ｋＷ／ｍ２。 ２试验结果 ２．１木材的试验结果
图１为未经处理与经阻燃处理榉木的热释放速率 随时问变化的曲线。
子，且主链的相同碳原子上连有电负性很强的氯原子，
使分子极性和分子间力增强。
上述结果也可用氧指数（ＯＩ）说明。０Ｉ值与高聚物
元素组成参数（ＣＰ）有如下关系：
ＯＩ≈Ｏ．１７５（ＣＰ≥１）
（１）
ＯＩ≈Ｏ．６．－一０．４２５ ＣＰ（ＣＰ＜１）
（２）
ＣＰ可由式（３）确定。
ＣＰ＝ＳＨ／ｓｃ一０．６５（５，／ｓ（．）１／３—１．１（５ａ／ｓｃ）１／３（３） 式中：ＳＨ／Ｓｃ、Ｓ，胚。和Ｓａ／５ｃ为各元素的原子比。
木材的组成特点决定其火灾危险性较高，采用聚 磷酸铵真空加压的方法处理木材，可降低热释放及质 量损失速率，从而降低火灾危险性。
聚磷酸铵的阻燃机理分为凝聚相机理和气相机 理，但以前者为主。当含有磷系阻燃剂的材料受热或被 引燃时，其中的磷化合物分解生成磷的含氧酸。这类酸 能催化含羟基化合物的吸热脱水成碳反应，生成水和 焦炭，磷则大部分残留在炭层中。该炭层难以燃烧，并 具有隔热和隔氧作用；同时，其导热性能差，使传递至 基材的热量减少，从而减缓基材的热分解。
中图分类号：Ｘ９１３．４，ＴＫｌ２１
文献标志码：Ｂ
文章编号：１００９～００２９（２００９）Ｑ２一００８０—０３
随着经济发展和社会进步，火灾发生的频率及其 所造成的损失也在不断增加。为了预防和控制火灾的 发生，最大限度地减少火灾损失，需要研究影响火灾发 生和发展的各种因素，其中材料本身的燃烧性能对火 灾的行为起着决定性的作用。
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图６ ＰＥ与ＰＶｃ的ＣＯ释放体积分数变化曲线图
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图７ 软质与硬质ＰＶＣ的热释放递翠变化Ｉｔｔ线圈
从图７可以看出，软质ＰＶＣ的热释放速率峰值高 于硬质ＰＶＣ的峰值，且硬质ＰＶＣ的热释放速率曲线较 为平缓，但硬质ＰＶＣ热释放的总量可能没有减少。 ３结果分析 ３．１木材的结果分析
此外，脱水反应要吸热，且形成水蒸气稀释氧及可 燃气的浓度，有助于中断燃烧。磷的含氧酸多为粘稠状 的半固态物质，可在材料表面形成～层覆盖于焦炭层 膜，从而能降低焦炭层的透气性和保护焦炭层不被继
８】
续氧化。
气相阻燃机理是指挥发性的磷化合物中含有ＰＯ。
游离基，它能捕获火焰中Ｈ‘及ＯＨ。游离基，使其浓度
下降，从而抑制燃烧的链式反应。
消防科学与技术 FIRE SCIENCE AND TECHNOLOGY 2009，28(2) 0次
参考文献(4条)
1.欧育湘 阻燃高分子材料 2001 2.王玉琦.申从祥 塑料材料 1993
3.孟志.卢国建 锥形量热计研究木材临界辐射能流和点燃温度[期刊论文]-消防科学与技术 2006(5) 4.卢国建.刘松林.彭小芹 木材的燃烧性能研究--锥形量热计法[期刊论文]-消防科学与技术 2005(4)
化的曲线。图６表明，在燃烧过程中，ＰＥ的Ｃ０释放体
积分数曲线比较平稳，没有明显峰值；而ＰＶＣ在初期
请防科学－２技术２００９年２月第２８卷第２期
万方数据பைடு நூலகம்
就出现了很大的峰值。这说明相对于ＰＥ，尽管ＰＶＣ的 火灾危险性低，但火灾燃烧产生的有毒烟气量却大大 增加。
图７为软质ＰＶＣ与硬质ＰＶＣ的热释放速率随时 问变化的曲线。
减少烟量的产生。
ＰＶＣ之所以硬，是因为其分子间力大，存在大量
的极性结点。在ＰＶＣ中添加增塑剂，就可使其变软。增
塑剂能断开结点，遮蔽大分子间的作用力中心，使大分
子变得容易滑动和变形。增塑剂的添加量最高可达６０
ｐｈｒ，使软质ＰＶＣ的含氯量可降至３６％，氧指数降至 ２２，火灾危险性增加。因此，一般选用氢氧化铝、三氧化
从图１中的曲线可看出，与未经阻燃处理的榉木 比较，经聚磷酸铵真空加压阻燃处理榉木的热释放速 率变化平缓得多，不存在尖锐的峰值，且热释放速率的 平均值有很大程度的降低，因而降低了火灾危险性。
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图ｌ’榉木热释放速率变化曲线图
目前，锥形量热仪的试验环境被认为最能代表实 际火灾的燃烧环境，锥形量热仪法可以准确测试出材 料在发生火灾燃烧时的质量损失速率、热释放速率、产 烟速率、毒性气体产物含量等参数，是国际公认的材料 火灾燃烧性能的测试方法。 １试验条件 １．１试验材料
试验材料包括：榉木、经聚磷酸铵真窄加压阻燃处 理的榉木、松木、经聚磷酸铵真空加压阻燃处理的松 木、聚乙烯（ＰＥ）管材、聚氯乙烯（ＰＶＣ）管材、软质ＰＶＣ 板材、硬质ＰＶＣ板材。试样的尺寸为１００ ｍｍ×１００ ｍｍ
图５为ＰＥ与ＰＶＣ的热释放速率随时问变化的曲 线图。
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时间／ｓ
图５ ＰＥ与ＰＶＣ的热释放速率变化曲线图
图５表明，与ＰＥ的热释放速率曲线比较，ＰＶＣ的
热释放速率曲线峰值不明显，整条曲线平缓，且热释放
速率的平均值更低。这说明相对于ＰＥ，在ＰＶＣ中由于
氯元素（Ｃ１）的作用，火灾危险性大大降低。 图６为ＰＥ与ＰＶＣ的Ｃ０释放体积分数随时间变
图４为未经处理与经阻燃处理松木的一氧化碳 （ＣＯ）释放体积分数随时间变化的曲线。
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图４松木ＣＯ释放体积分数变化曲线图
从图４中的曲线可看出，在开始阶段，未经处理与 经阻燃处理松木的ＣＯ释放体积分数随时间的变化无 明显差别；但在后期，经阻燃处理松木的ＣＯ释放体积 分数远超过未经处理松木的ＣＯ释放体积分数。这说 明松木经阻燃处理后，在火灾危险性有所降低的同时， 火灾燃烧产生的有毒烟气量增加。 ３．２高聚物类材料的试验结果
明经阻燃处理榉木的火灾危险性明显降低。
图３为未经处理与经阻燃处理松木的热释放速率
随时问变化的曲线。
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如∞蚰加∞如∞们加０
时间／ｓ 围３松木热释放速率变化曲线圈
Ｆｉｒｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｆｅｂｒｕａｒｙ ２００９．Ｖｏｌ ２８，Ｎｏ．２
图３表明，与未经阻燃处理的松木比较，经聚磷酸 铵真空加压阻燃处理松木的热释放速率峰值有一定程 度的降低，且热释放速率的平均值也有一定程度的降 低，热释放速率曲线在一定程度上趋于平缓，从而降低 了火灾危险性。
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1.期刊论文 王蔚.张和平.万玉田.WANG Wei.ZHANG He-ping.WAN Yu-tian 基于锥形量热仪的PVC电缆燃烧性能试验
研究 -安全与环境学报2008,8(2)
采用锥形量热仪研究不同型号PVC电缆的燃烧性能.通过改变锥形量热仪的热辐射强度模拟不同规模的火灾.分析火灾中电缆样品的热释放速率、质量 损失速率、烟气产生速率等重要参数,研究热辐射强度、电缆护套层厚度对这些参数的影响,以及不同火灾性能参数间的关系.结果表明,热辐射强度越大 ,电缆的平均热释放速率、质量损失速率和烟气产生速率的峰值越高;电缆护套厚度越大,平均热释放速率、热释放速率的峰值越高,燃烧持续时间越长.由 于电缆结构的影响.电缆样品与护套标准片状样品的火灾特性存在差异.电缆样品的试验结果可以更好地反映电缆在真实火灾中的燃烧性能.