CONE(锥形量热仪)法在塑料燃烧性能综合评估中的应用研究

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CONE(锥形量热仪)法在塑料燃烧性能综合评估中的应用研究

CONE（锥形量热仪）法在塑料燃烧性能综合评估中的应用研究【摘要】本文介绍了塑料的燃烧性能及其常规测试方法，新型测定聚合物燃烧热性能仪器——锥形量热仪在评定聚合物燃烧性能中的应用，并提出了全面对燃烧性能进行综合评估的新型方法，从而为塑料的正确选型提供了一定的依据【关键词】塑料锥形量热仪层次分析法燃烧性能综合评估聚氯乙烯高抗冲聚苯乙烯1.前言目前，塑料的应用领域已经遍及工农业生产和人民生活的各个领域。

据统计，1999年全球五种主要热塑性塑料的总产量已近1.1亿吨[1]，而三大合成材料(塑料，合成纤维，合成橡胶)中塑料占2/3以上的比例。

然而，作为一种高聚物，塑料燃烧迅速并释放出大量的热和有毒烟气，在火灾中暴露出较大的危害性，所以，对塑料的燃烧性能进行全面综合的评估以及正确选型就显得日益重要。

2．塑料的燃烧性能及其常用测定方法2.1塑料的燃烧性能塑料燃烧的主要过程可表示如下：热源(热量反馈)图1 塑料燃烧过程示意图通常塑料在火灾中的燃烧性能主要包括以下几个方面：⑴引燃性引燃性是指材料被引燃的难易程度，是燃烧的初始阶段。

材料在热作用下被引燃时，是热流和时间共同作用的结果。

⑵火焰传播性火焰传播性是指火焰沿材料表面蔓延发展的程度。

其决定因素关键是材料表面有可燃性气体产生，或在材料内部能形成可燃性气体但能逸至材料表面。

火焰传播速度越大，则越易使火灾波及附近的可燃物而使火灾扩大。

⑶释热性由表1［2］中给出的几种塑料的燃烧热值可以看出，塑料燃烧通常能释放出大量的热。

释热性影响着火灾环境温度和火灾传播速度，释热越大的物质，其危险性程度越高，反之越低。

名称聚苯乙烯聚乙烯聚氯乙稀赛璐珞聚酰胺酚醛树脂燃烧热40.18 45.88 18.05-28.0317.30 30.84 13.47 (KJ/g)表1 几种常见塑料的燃烧热值⑷生烟性烟气的生成不仅大大降低了火场的可见度，影响着人员疏散和救援工作的开展，而且烟气本身的窒息性直接威胁着人身安全。

用CONE研究阻燃PET的阻燃和烟释放

用CONE研究阻燃PET的阻燃和烟释放
牛明军;李新法;陈金周;许少波
【期刊名称】《高分子材料科学与工程》
【年(卷),期】2002(18)6
【摘要】利用锥型量热仪 ( CONE)在 5 0 k W/ m2的热辐照条件下 ,研究了纯PET和阻燃 PET的阻燃和烟释放。

通过对获得的质量损失速率 ( MLR)、最大热释放速率 ( pk- H RR)、总热释放 ( TH R)、有效平均燃烧热 ( av- EH C)、平均烟比率 ( av- SR)、平均比消光面积 ( av- SEA)及 CO、CO2 释放量的分析表明 ,阻燃PET的 pk- H RR、TH R和 av- EH C等比纯 PET有明显的降低。

【总页数】3页(P202-204)
【关键词】CONE;研究;PET;阻燃;聚对苯二甲酸乙二醇酯;热释放;烟释放
【作者】牛明军;李新法;陈金周;许少波
【作者单位】郑州大学材料工程系
【正文语种】中文
【中图分类】TQ323.41
【相关文献】
1.用CONE法研究木材阻燃剂FRW的抑烟性能 [J], 王清文;李坚;吴绍利;李淑君
2.CONE法研究ATH和ZB对竹粉/LLDPE复合材料的阻燃抑烟作用 [J], 杨守禄; 黄安香; 李丹; 刘竹; 姬宁; 张翔; 陈庆
3.阻燃PET的CONE/TGA研究 [J], 闫贵琳;王利生
4.用CONE/TG研究含淀粉膨胀阻燃聚丙烯体系的阻燃和烟释放 [J], 李斌;孙才英;张秀成
5.CuO对硬质PVC热解、阻燃和抑烟的锥形量热仪(CONE)研究 [J], 李斌;王建祺;丁养兵
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基于CONE和MCC的典型电缆燃烧性能研究

基于CONE和MCC的典型电缆燃烧性能研究付强;张和平;龚伦伦;黄冬梅【摘要】This paper presents an experimental study of the burning behavior of representative cables by using the CONE calo- rimeter and the Microscale Combustion calorimeter. Test results have shown that there are some underlying relations on the burning behavior among cables with different shelter materials. Cables with the same shelter materials but with different struc- tures and models showed similar ignition times, first-peak heat release rates and corresponding times. As compared to YC ca ble, PVC cable and retardant PVC cable, the cable with inorganic flame retardant of Polyolefin can effectively reduce Peak- Heat release rate （PHRR） and the release rates of CO and CO2. There is some correlation between the test data of the two cal- orimeters. Microscale Combustion calorimeter test data can forecast well the first combustion phase in the CONE calorimeter.%采用锥形量热仪和微燃烧量热仪对四类不同护套材料的八种电缆样品进行燃烧性能分析,研究结果表明：电缆燃烧热释放过程不仅与护套、绝缘的材料密切相关,也与电缆结构密不可分;对于护套材料相同而大小或结构不同的电缆点燃时间和到达第一个峰值的时间以及第一个峰值最大热释放速率基本一致;聚烯烃无机阻燃材料电缆能够有效降低热释放速率峰值,CO2、CO释放量也明显低于橡胶电缆、普通PVC电缆和阻燃PVC电缆;微燃烧量热仪和锥形量热仪实验数据存在一定的相关性,微燃烧量热仪实验数据可以对电缆锥形量热仪实验的第一燃烧阶段燃烧行为进行预测。

锥形量热仪法研究APP、磷酸铵处理木塑复合材料的阻燃性能

【摘要】本文以ＡＰＰ、磷酸铵处理木塑复合材料，利用锥形量热仪（ｃＯＮＥ）对其阻燃后的木塑复合材料燃烧性能进行评价，进一步探讨阻燃剂种类对燃烧性能的影响。结果表明，磷酸铵与ＡＰＰ的加入能够显著降低木塑复合材料的热释放速率、总放热量以及总烟释放量，显著增加了木塑复合材料的成炭率，对木塑复合材料的阻燃、抑烟都起到了很好的效果。【关键词】ＡＰＰ；磷酸铵；锥形量热仪；阻燃２结Fra bibliotek果与讨论
２．１ＡＰＰ及磷酸铵对木塑复合材料热释放速率（ＨＲＲ）的影响热释放速率是指在预设的加热器热辐射热流强度下，样品点燃后单位面积上释放热量的速率．单位为ｋｗ／ｍ￣。研究结果见图１。由图１可见．经过阻燃处理的木塑复合材料的热释放速率明显降低．原因为ＡＰＰ与磷酸铵分解抑制了可燃组分的挥发；ＡＰＰ、磷酸铵分解后产生惰性气体，稀释了氧气，使火焰不稳定，同时ＡＰＰ、磷酸铵分解产生磷氧化物．可能对固相进行阻燃。点燃后热释放速率迅速提高，ＨＲＲ曲线出现尖峰（９ｏｓ１．未经阻燃处理试样ｌ的瞬时热释放速率达该方法的又一突出的优点到３０７ｋＷ／ｍ￣ＡＰＰ与磷酸铵的加入．峰值时间段的第一放热峰与第本文主要就ＡＰＰ、磷酸铵处理的木塑复合材料．利用锥形量热仪二放热峰逐渐分离。这是燃烧成炭所特有的峰形。这种现象被认为是对其阻燃后的木塑复合材料燃烧性能进行评价．进一步探讨阻燃剂种燃烧时材料炭化形成炭层．减弱了热量向材料内层的传递＾，目、以及阻隔邑圃类对燃烧性能的影响。具体研究的阻燃配方见表１，按表１配方制得了一部分挥发物进入燃烧区的结果．使热释放速率在最初的第一个峰的木塑复合材料试样１、２、３和４进行锥形量热仪分析，结果见表１。｜；姗０值后趋于下降添加了ＡＰＰ与磷酸铵的试样使第二放热峰的峰值时 ∞ １实验部分间缩短，峰值降低．总体上趋于平缓［６１。ＡＰＰ、磷酸铵显著影响了木粉的燃烧行为．而对于ＨＤＰＥ的作用不明显：木粉与ＨＤＰＥ的燃烧过程可１．１主要原料与试剂能是独立进行的。ＡＰＰ与磷酸铵的阻燃作用可能主要是通过改变木粉杉木粉：６Ｏ目，浙江省临安市明珠木粉厂：的热解途径而实现的口高密度聚乙烯（ＨＤＰＥ）：５０００Ｓ，中国石化扬子石油化工有限公司：由图１还可见．磷酸铵处理的木塑复合材料虽然最大热释放速率聚磷酸铵（ＡＰＰ）：摩尔质量＞１０００ｇ／ｍｏ１．杭州捷尔思阻燃化工有与ＡＰＰ相当．但随着时间的延长．平均热释放速率明显比ＡＰＰ处理的限公司：木塑复合材料要高，因此，相比较而言。ＡＰＰ降低木塑复合材料ＨＲＲ磷酸铵：武汉华创化工有限公司的效果要优于磷酸铵１．２主要仪器与设备转矩流变仪：ＸＳＳ一３００。上海科创橡塑机械设备有限公司：Ｓｔａｎｄａｒｄ锥形量热仪（ＣＯＮＥ），英国ＦＴＩ－Ｉ＇公司。１－３以磷酸铵为主要阻燃剂制备阻燃木塑复合材料的工艺方法１）阻燃木粉的制备：先称取磷酸铵溶解于水中．然后将木粉浸渍在磷酸铵的水溶液中，浸渍ｌｏｂ后．放在１ｏｏ ℃鼓风干燥箱中干燥ｌＯｈ。制得阻燃木粉２）阻燃木塑复合材料的制备：将阻燃木粉，阻燃ＰＥ与马来酸酐接枝聚乙烯（接枝率为Ｏ．６％）等，在容器中初步混合后加入转矩流变仪混合器中，于１６０％熔融混炼均匀，然后冷却破碎．制得破碎料。将破碎料加人模压机中模压．制得阻燃木塑复合材料试样１．４阻燃ＷＰＣ锥形量热仪（ＣＯＮＥ）分析０２００４００６００８００阻燃性能试验参照ＩＳＯ５６００标准．采用ＦＴＴＳｔａｎｄａｒｄ锥形量热仪进行测试。采用的热辐射流量为５０ｋＷ／ｍ：，所对应的温度为６７５ｏＣ。图１不同阻燃体系木塑复合材料的ＨＲＲ曲线表１阻燃配方

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)。

锥形量热仪的工作原理及应用

EHC 表示在某时刻 t 时 ,所测得热释放速率与质
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。

锥形热量仪的原理及应用

锥形热量仪的原理及应用1. 引言锥形热量仪（Cone Calorimeter）是一种广泛应用于材料燃烧性能测试的实验设备。

本文将介绍锥形热量仪的原理及其在材料燃烧性能测试中的应用。

2. 原理锥形热量仪是一种利用辐射热传导原理测量材料燃烧性能的设备。

其工作原理如下：•在实验中将待测材料置于锥形加热源上方，在一定的热辐射条件下进行加热。

•待测材料受热后开始燃烧，产生烟气和火焰。

•烟气和火焰中的能量通过辐射、对流和导热等方式传递给锥形加热源。

•锥形加热源通过测量传递到其上的能量来计算材料的燃烧特性和热释放率。

3. 应用锥形热量仪在材料燃烧性能测试中具有广泛的应用，主要包括以下几个方面：3.1 材料燃烧特性评估锥形热量仪可以用于评估材料的燃烧特性，包括：•燃烧时间：锥形热量仪可以测量材料的燃烧时间，即材料从开始燃烧到完全燃尽所需的时间。

•热释放率：通过测量锥形加热源上的能量，锥形热量仪可以计算出材料的热释放率，用于评估材料的火灾危险性。

•烟气产生速率：锥形热量仪还可以测量材料燃烧过程中产生的烟气的产生速率，用于评估材料的烟雾毒性。

3.2 材料燃烧性能改进锥形热量仪可以用于评估不同材料的燃烧性能，从而指导材料的设计和改进。

通过对比不同材料燃烧过程中的热释放率、烟气产生速率等参数，可以选择具有较低火灾危险性和烟雾毒性的材料进行应用。

3.3 材料阻燃剂评估锥形热量仪可以用于评估材料阻燃剂的效果。

通过在待测材料中添加不同类型和含量的阻燃剂，可以比较其对燃烧特性的影响，从而选择最佳的阻燃剂组合。

3.4 构建火灾模型锥形热量仪产生的数据可以用于构建火灾模型，模拟材料在火灾中的燃烧过程。

通过模型的建立，可以预测火灾发展过程、烟气扩散路径等，为火灾防控提供科学依据。

4. 结论锥形热量仪是一种用于评估材料燃烧性能的重要实验设备。

通过测量材料燃烧过程中的热释放率、烟气产生速率等参数，可以评估材料的燃烧特性和火灾危险性，指导材料的设计和改进。

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。

新一代评估方法——锥形量热仪(CONE)法在材料阻燃研究中的应用【毕业论文】

图书分类号：密级：毕业设计(论文)题目：新一代评估方法——锥形量热仪 (CONE)法在材料阻燃研究中的应用学生姓名班级学院名称专业名称指导教师学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。

除文中已经注明引用或参考的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标注。

本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。

论文作者签名：日期：年月日学位论文版权协议书本人完全了解关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归所拥有。

有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝，允许论文被查阅和借阅。

可以公布学位论文的全部或部分内容，可以将本学位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

论文作者签名：导师签名：日期：年月日日期：年月日新一代评估方法——锥形量热仪(CONE)法在材料阻燃研究中的应用【摘要】利用新一代评估方法----锥形量热仪法对材料阻燃机理、材料危险性等级划分、烟毒释放的评价、材料燃烧性及阻燃性评价等方面的应用进行了分析讨论，结果表明锥形量热仪法对阻燃剂、阻燃制品的研究开发及阻燃剂在火灾中的行为研究有重要意义。

【关键词】锥形量热仪评估机理阻燃燃烧The New Evaluating Methods—CONE on the Application of MaterialFire Retarded ResearchNew evaluating methods―CONE is used on the application of material fire retarded research. The analysis results, including researching fire retarded mechanism, carving up material hazard grade, evaluating the release of smoke and poison, evaluating the properties of combustion and fire retardation, etc., are discussed. The results demonstrate that CONE method is of signification on the development and research of fire retardants and fire retarded products, and on the behavior research of fire retardants in fire disaster.Key words：CONE evaluating methods mechanism fire1 引言阻燃科学与技术的发展对阻燃材料燃烧行为的评估、测试手段提出了越来越高的要求。

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。

锥形量热仪法研究APP、磷酸铵处理木塑复合材料的阻燃性能

锥形量热仪法研究APP、磷酸铵处理木塑复合材料的阻燃性能【摘要】本文以APP、磷酸铵处理木塑复合材料，利用锥形量热仪（CONE）对其阻燃后的木塑复合材料燃烧性能进行评价，进一步探讨阻燃剂种类对燃烧性能的影响。

结果表明，磷酸铵与APP的加入能够显著降低木塑复合材料的热释放速率、总放热量以及总烟释放量，显著增加了木塑复合材料的成炭率，对木塑复合材料的阻燃、抑烟都起到了很好的效果。

【关键词】APP；磷酸铵；锥形量热仪；阻燃近年来，在阻燃材料研究领域开始采用一种集燃烧释热、失重、发烟及烟气成分研究为一体的先进方法——锥形量热仪（cone calorimeter，简称CONE）法[1]。

锥形量热仪（CONE）法不仅是一种强有力的材料阻燃性能的评价方法[2]，而且可用于材料阻燃机理的研究[3]。

由于CONE能够同时给出试样燃烧过程中质量、热效应、发烟及部分尾气成分随时间的变化关系，各种信息有可靠的相互补充和印证作用，因而对研究反应机理很有价值。

对于组成和结构变异性很大的木材而言，由于CONE实验所使用的样品量相对于其他分析方法要大得多，因而实验结果比较有代表性。

此外，CONE实验可在模拟火灾条件下进行，这是该方法的又一突出的优点[4-5]。

本文主要就APP、磷酸铵处理的木塑复合材料，利用锥形量热仪对其阻燃后的木塑复合材料燃烧性能进行评价，进一步探讨阻燃剂种类对燃烧性能的影响。

具体研究的阻燃配方见表1，按表1配方制得的木塑复合材料试样1、2、3和4进行锥形量热仪分析，结果见表1。

1 实验部分1.1 主要原料与试剂杉木粉：60目，浙江省临安市明珠木粉厂；高密度聚乙烯（HDPE）：5000S，中国石化扬子石油化工有限公司；聚磷酸铵（APP）：摩尔质量>1 000 g/mol，杭州捷尔思阻燃化工有限公司；磷酸铵：武汉华创化工有限公司。

1.2 主要仪器与设备转矩流变仪：XSS-300，上海科创橡塑机械设备有限公司；Standard 锥形量热仪（CONE），英国FTT 公司。

阻燃聚丙烯(PP)的实验研究

阻燃聚丙烯（PP）的实验研究【摘要】利用锥形量热仪（CONE）先进的仪器所获得的实验参数，研究了溴系阻燃剂在聚丙烯（PP）中的阻燃效果以及两种溴系阻燃剂阻燃效果的比较。

实验结果显示，阻燃剂十溴二苯乙烷与十溴二苯醚的加入可降低PP的热释放速率，降低基材在升温过程中的放热量，延缓PP的点燃时间，使基材具有良好的阻燃性。

十溴二苯乙烷作为十溴二苯醚的代替品具有较好的优越性。

【关键词】聚丙烯（PP）、锥形量热仪（CONE），溴系阻燃剂1 前言：1.1 聚合物的用途近年来,世界上聚合物新材料不断涌现,热塑性弹性体已构成一个新的“工业原料体系”,被人称为“第三代橡胶”。

聚丙烯(PP) 热塑性弹性体具有优异的耐候性、耐臭氧、耐紫外线及良好的高温性能、电性能、冲击性能,其耐油耐溶剂性能与通用型氯丁橡胶不相上下,同时其不须硫化即可加工成型,可以用标准的热塑性塑料的加工设备进行加工,具有加工简便、可连续生产、加工成本低、边角余料可回收使用等优点。

其消费市场主要是汽车工业,在电线电缆、特种胶管、工业部件、聚合物改性、家电、合成纸业、机械配件等方面也都获得了广泛的应用,其领域正在逐步拓宽,用量逐年增加。

同时聚丙烯（PP）是全球产量最大的树脂之一，它们被广泛应用于包装、纺织品、建材、汽车、电子、电器、办公室用品等很多行业。

特别近年来，PP已经渗透到很多新的应用领域。

新的催化剂、改性填料和新的混配工艺使PP刚性、韧性、耐热性、光洁度等得以改善，这使得PP已在以前为ABS、热塑性聚氨酯和玻璃纤维增强塑料所占据的领域争得一席之地。

1.2 聚丙烯的火灾危险性及阻燃处理必要性对聚合物及其复合材料而言,只要其有机树脂的含量(重量)超过50%,一旦暴露于着火环境,就不可避免的产生火灾隐患。

就典型的受限空间的火灾来说,聚合物及其复合材料引起的火灾安全问题生火灾主要包括如下几个方面:(1)助火成灾。

聚合物受热熔融、分解放出可燃气体及其燃烧放出的热量,将促进室内火灾的发展,缩短轰燃(flashover)出现的时间。

硼酚醛／丙烯酸树脂共混物的燃烧性能

文章编号：１００９～００２９Ｉ２Ｏ１４）Ｏ１ —０００４ —０３
丙烯酸树脂具有优异的耐光性及户外老化性能，在
进行燃烧试验，热辐射功率为３５ｋｗ／ｍ。
２结果与讨论
汽车、电器、机械、建筑等领域应用广泛。但丙烯酸树脂
易燃，氧指数仅为１７，限制了其应用。因此，改善其燃烧
性能，对进一步扩大其应用领域非常必要。笔者以硼酚醛树脂为防火改性剂，以一种热塑性丙烯酸树脂为例，用溶液共混法制备了硼酚醛／丙烯酸树脂
六次甲基四胺、乙醇、丙酮，均为分析纯化学试剂。ＦＴＴ型锥形量热仪。
硼酚醛能全面改进丙烯酸树脂的燃烧性能。在实验条件下，共混物与丙烯酸树脂相比，点燃时间延长２０９Ｓ，峰值热释放速率降低到２５，６ａｉｒｎ内的平均热释放速率降低到１８，总释放
１．２试样的制备用乙醇和丙酮分别将硼酚醛树脂和丙烯酸树脂制成５Ｏ溶液，按丙烯酸树脂／硼酚醛树脂／硅酸铝／六次甲基
四胺（质量比）为４２：３４：１４：１０配置共混液，经研磨后
分次涂于１００Ｉｎｍ×１００ｍｍ×３ｍｍ的胶合板上，室温干
：清静缝豫褥搴０

锥形量热仪法研究APP、磷酸铵处理木塑复合材料的阻燃性能

锥形量热仪法研究APP、磷酸铵处理木塑复合材料的阻燃性能【关键词】app；磷酸铵；锥形量热仪；阻燃近年来，在阻燃材料研究领域开始采用一种集燃烧释热、失重、发烟及烟气成分研究为一体的先进方法——锥形量热仪（cone calorimeter，简称cone）法[1]。

锥形量热仪（cone）法不仅是一种强有力的材料阻燃性能的评价方法[2]，而且可用于材料阻燃机理的研究[3]。

由于cone能够同时给出试样燃烧过程中质量、热效应、发烟及部分尾气成分随时间的变化关系，各种信息有可靠的相互补充和印证作用，因而对研究反应机理很有价值。

对于组成和结构变异性很大的木材而言，由于cone实验所使用的样品量相对于其他分析方法要大得多，因而实验结果比较有代表性。

此外，cone 实验可在模拟火灾条件下进行，这是该方法的又一突出的优点[4-5]。

本文主要就app、磷酸铵处理的木塑复合材料，利用锥形量热仪对其阻燃后的木塑复合材料燃烧性能进行评价，进一步探讨阻燃剂种类对燃烧性能的影响。

具体研究的阻燃配方见表1，按表1配方制得的木塑复合材料试样1、2、3和4进行锥形量热仪分析，结果见表1。

1 实验部分1.1 主要原料与试剂杉木粉：60目，浙江省临安市明珠木粉厂；高密度聚乙烯（hdpe）：5000s，中国石化扬子石油化工有限公司；聚磷酸铵（app）：摩尔质量>1 000 g/mol，杭州捷尔思阻燃化工有限公司；磷酸铵：武汉华创化工有限公司。

1.2 主要仪器与设备转矩流变仪：xss-300，上海科创橡塑机械设备有限公司；standard 锥形量热仪（cone），英国ftt 公司。

1.3 以磷酸铵为主要阻燃剂制备阻燃木塑复合材料的工艺方法1）阻燃木粉的制备：先称取磷酸铵溶解于水中，然后将木粉浸渍在磷酸铵的水溶液中，浸渍10h后，放在100℃鼓风干燥箱中干燥10h，制得阻燃木粉。

2）阻燃木塑复合材料的制备：将阻燃木粉，阻燃pe与马来酸酐接枝聚乙烯（接枝率为0.6%）等，在容器中初步混合后加入转矩流变仪混合器中，于160℃熔融混炼均匀，然后冷却破碎，制得破碎料。

利用CONE研究阻燃胶合板的动态燃烧行为

利用ＣＯＮＥ研究阻燃胶合板的动态燃烧行为王奉强，宋永明，孙理超，冯建稳，谢延军，王清文（东北林业大学生物质材料科学与技术教育部重点实验室，黑龙江哈尔滨，１５００４０）摘要：利用锥形量热仪ＣＯＮＥ调查了磷系阻燃剂ＦＲＷ处理胶合板在不同热辐射通量条件氮下的动态燃烧行为．结果显示：随热辐射通量提高，未阻燃胶合板的热释放速率峰值、烟气释放量和火势增长指数上升明显，火灾危险性高；阻燃胶合板的成炭率较高、热释放和烟释放较低；在燃烧过程中ＣＯ产率受热辐射通量增大的影响较小；ＦＲＷ能显著抑制胶合板的可燃性，从而降低胶合板在使用过程中的火灾安全风险．中图分类号：ＴＱ１７２．１＋１文献标志码：Ａｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００７－９６２９．２０１２．０３．０１４ＤｙｎａｍｉｃＣｏｍｂｕｓｔｉｏｎＢｅｈａｖｉｏｒｓｏｆＰｌｙｗｏｏｄＴｒｅａｔｅｄｗｉｔｈＦｉｒｅＲｅｔａｒｄａｎｔＵｓｉｎｇＣＯＮＥＣａｌｏｒｉｍｅｔｅｒＷＡＮＧＦｅｎｇ－ｑｉａｎｇ，ＳＯＮＧＹｏｎｇ－ｍｉｎｇ，ＳＵＮＬｉ－ｃｈａｏ，ＦＥＮＧＪｉａｎ－ｗｅｎ，ＸＩＥＹａｎ－ｊｕｎ，ＷＡＮＧＱｉｎｇ－ｗｅｎ（ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＢｉｏ－ｂａｓｅｄＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，ＮｏｒｔｈｅａｓｔＦｏｒｅｓｔｒｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｒｂｉｎ１５００４０，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｉｒｅｓａｆｅｔｙｏｆｉｎｔｅｒｉｏｒｗｏｏｄｅｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｉｓｃｌｏｓｅｌｙａｓｓｏｃｉａｔｅｄｗｉｔｈｔｈｅｆｌａｍｍａｂｉｌｉｔｙｏｆｉｎｄｏｏｒｗｏｏｄｅｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ．Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｔｈｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｗｉｔｈｐｈｏｓｐｈｏｒｉｃ－ｎｉｔｒｏｇｅｎ－ｂｏｒｉｃ（Ｐ－Ｎ－Ｂ）ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｂａｓｅｄｆｉｒｅｒｅｔａｒｄａｎｔＦＲＷｏｎｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｂｅｈａｖｉｏｒｓｏｆｔｈｅｐｌｙｗｏｏｄｗａｓｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｕｓｉｎｇａＣＯＮＥｃａｌｏｒｉｍｅｔｅｒａｔａｈｅａｔｆｌｕｘｅｓｏｆ２５，５０ａｎｄ７５ｋＷ／ｍ２ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｐｅａｋｖａｌｕｅｏｆｈｅａｔｒｅｌｅａｓｅｒａｔｅ（ｐｋＨＲＲ），ｑｕａｎｔｉｔｙｏｆｓｍｏｋｅｒｅｌｅａｓｅ，ａｎｄｆｉｒｅｇｒｏｗｔｈｉｎｄｅｘ（ＦＧＩ）ｏｆｕｎｔｒｅａｔｅｄｐｌｙｗｏｏｄａｒｅｑｕｉｔｅｈｉｇｈ，ｓｕｇｇｅｓｔｉｎｇａｈｉｇｈｆｉｒｅｒｉｓｋ．ＴｈｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆｐｌｙｗｏｏｄｗｉｔｈａＰ－Ｎ－ＢｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｂａｓｅｄｆｉｒｅｒｅｔａｒｄａｎｔＦＲＷｒｅｓｕｌｔｓｉｎａｇｒｅａｔｅｒｃｈａｒｙｉｅｌｄａｎｄｌｅｓｓｒｅｌｅａｓｅｏｆｈｅａｔａｎｄｓｍｏｋｅｃｏｍｐａｒｅｄｔｏｔｈｏｓｅｏｆｕｎ－ｔｒｅａｔｅｄｃｏｎｔｒｏｌｓ；Ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｆｉｒｅｉｎｔｅｎｓｉｔｙｄｕｒｉｎｇｔｅｓｔｏｎｌｙｓｌｉｇｈｔｌｙｉｎｆｌｕｅｎｃｅｄｔｈｅｙｉｅｌｄｏｆｃａｒｂｏｎｍｏｎｏｘｉｄｅ．Ｃｏｎｓｅｑｕｅｎｔｌｙ，ｉｔｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｓｔｈａｔｔｈｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｗｉｔｈＰ－Ｎ－ＢｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｂａｓｅｄｆｉｒｅｒｅｔａｒｄａｎｔＦＲＷｃａｎｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｒｅｓｔｒａｉｎｔｈｅｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎａｎｄｒｅｄｕｃｅｔｈｅｙｉｅｌｄｏｆｈｅａｔａｎｄｓｍｏｋｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｏｎｅｃａｌｏｒｉｍｅｔｅｒ；ｐｌｙｗｏｏｄ；ｆｉｒｅｓａｆｅｔｙ；ｄｙｎａｍｉｃｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ；ｓｍｏｋｅｒｅｌｅａｓｅ胶合板因具有结构合理、加工方便、抗变形能力强等突出优点，甚至可以在一定程度上高于实体木材的物理力学性能，所以，在室内建筑装饰装修工程中的应用价值日益突显，被大量用来作为实木复合地板基材以及高档家具、车船内饰等用材．然而，目前市场上的胶合板制品大多未经阻燃处理，易燃烧，具有较大的火灾隐患．国家相关部门此前对《中华人民共和国消防法》进行修订并出台了相应的国家强制性标准，２０１０年１１月１６日国务院办公厅又特别下发了“关于进一步做好消防工作坚决遏制重特大收稿日期：２０１０－１２－１６；修订日期：２０１１－０１－１７基金项目：中央高校基本科研业务费专项资金资助项目（ＤＬ１２ＢＢ１３）；国家自然科学基金资助项目（３０９７２３１３）第一作者：王奉强（１９８３—），男，山东郓城人，东北林业大学助理研究员，博士．Ｅ－ｍａｉｌ：ｆｑｗａｎｇ＠ｎｅｆｕ．ｅｄｕ．ｃｎ通信作者：王清文（１９６１—），男，黑龙江拜泉人，东北林业大学长江学者特聘教授，博士生导师，博士．Ｅ－ｍａｉｌ：ｑｗｗａｎｇ＠ｎｅｆｕ．ｅｄｕ．ｃｎ第３期王奉强，等：利用ＣＯＮＥ研究阻燃胶合板的动态燃烧行为３６７火灾事故的通知”，对建筑装饰装修材料的规模使用提出了更高的阻燃防火要求．锥形量热仪（ＣＯＮＥ）作为一种测试材料动态燃烧性能的先进工具，目前已经得到相关科技工作者的广泛认可和普遍使用．近年来，锥形量热仪应用于木质装饰装修材料燃烧性能的研究也得到快速发展［１－６］，其中包括对普通胶合板和阻燃胶合板的评价研究方面，如杨昀等［７］选择不同热辐射通量来研究普通胶合板的燃烧性能，胡景娟等［８］则通过ＦＲＷ－１阻燃剂制备阻燃胶合板，采用锥形量热仪在５０ｋＷ／ｍ２下评价其阻燃和抑烟性能，发现木材阻燃剂ＦＲＷ系列产品之一的ＦＲＷ－１具有较好的阻燃和抑烟性能．Ｐｅａｃｏｃｋ等［９］在研究火车车厢阻燃材料时发现，在相对封闭的空间（如室内、车厢、船舱等），材料从暴露在火灾中到逐渐被引燃，这个阶段受到的热辐射通量大致为２０～５０ｋＷ／ｍ２，从被引燃后火势不断增大到充分燃烧这个阶段的热辐射通量约为５０～７０ｋＷ／ｍ２．Ｇｒａｔｋｏｗｓｋｉ等［１０］曾利用锥形量热仪研究低热辐射通量下的胶合板燃烧特性．Ｙａｎｇ等［１１］讨论了木材在不同热辐射通量下的热解和点燃性，提出利用Ｋｕｎｇ模型可以预测木材热解和点燃时间．舒中俊等［１２－１３］针对竹、木及复合地板的燃烧性能，采用锥形量热仪选取了几种热辐射通量进行试验研究，但仅对几种普通地板进行了对比分析．本文通过锥形量热仪模拟实际火灾环境，对阻燃、未阻燃胶合板的动态燃烧行为进行对比研究，以评价其在火灾发生发展过程中的危险性，设定燃烧试验的热辐射通量分别为２５，５０，７５ｋＷ／ｍ２．次测量误差低于０．２％），用于ＣＯＮＥ试验．燃烧试验测试方法试验采用英国ＦＴＴ标准型锥形量热仪（英格兰西萨塞克斯郡东格林斯蒂德镇），按照现行国际标准ＩＳＯ５６６０－１—２００２《对火反应试验—热释放、烟产量及质量损失率，第１部分：热释放速率（锥形量热仪法）》进行．为避免样品受热后翘曲变形，在其上表面置放特制的不锈钢丝网加以保护，除上表面以外的所有面均用铝箔包裹，置于专用不锈钢固定支架内．每个火灾暴露条件下测试３个试样，燃烧参数取平均值．１．２结果与讨论本试验主要测试了热释放速率（ｈｅａｔｒｅｌｅａｓｅｒａｔｅ，ＨＲＲ），１８０ｓ平均热释放速率（ａｖＨＲＲ１８０ｓ），质量损失速率（ｍａｓｓｌｏｓｓｒａｔｅ，ＭＬＲ），残余物质量分数（Ｍａｓｓ），有效燃烧热（ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｈｅａｔｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ，ＥＨＣ），产烟速率（ｓｍｏｋｅｐｒｏｄｕｃｔｒａｔｅ，ＳＰＲ），总产烟量（ｔｏｔａｌｓｍｏｋｅｐｒｏｄｕｃｔ，ＴＳＰ），一氧化碳产率（ｙｉｅｌｄｏｆｃａｒｂｏｎｍｏｎｏｘｉｄｅ，ＹＣＯ）和二氧化碳产率（ｙｉｅｌｄｏｆｃａｒｂｏｎｄｉｏｘｉｄｅ，Ｙｃｏ２）等燃烧参数，测试结果如表１及图１～５所示．２动态燃烧性能２．１热释放速率２．１．１图１为不同热辐射通量下未阻燃、阻燃胶合板的ＨＲＲ曲线．由图１（ａ）可见，燃烧测试过程中，未处理材主要产生２个热释放峰，这与成炭材料进行ＣＯＮＥ燃烧试验时一般形成２个或以上放热峰是一致的［２－３，１４］．第１个放热峰主要归因于着火初期木材表层被迅速引燃而放热．随着表层的不断热解炭化，形成的炭化层暂时起到阻隔辐射热源的作用，火势变小，热释放速率减小，但随时间的延长，炭化层开裂，露出下层未炭化板材，火势再度扩大而形成第２个放热峰．在低热辐射通量（２５ｋＷ／ｍ２）下，因测试刚开始时火势较弱、温度较低，未阻燃胶合板不易被点燃，其热释放速率在较长时间内均保持较低水平；随着热辐射通量的增加，未阻燃胶合板的热释放速率增加，ＨＲＲ最大值（ｐｋＨＲＲ）增大明显，２个放热峰出现的时间也提前（见表１），这表明板材的燃烧速度加快．由图１（ｂ）可见，阻燃胶合板的ＨＲＲ曲线也呈现２个放热峰，但放热峰的强度明显较未处理材要低．提高热辐射通量，阻燃胶合板的ＨＲＲ也随之增加，但增量较之于未阻燃胶合板要小许多．阻燃胶合板虽然也在很短时间内被引然，但其火焰跳跃不定，离开火源后会自动熄灭，热释放过程趋于均匀，材料和方法样品制备选用华北地区杨木单板，在质量分数为１０％的１１．１木材阻燃剂ＦＲＷ（东北林业大学中试产品，主要成分为７０％磷酸脒基脲和３０％硼酸）溶液中室温常压浸泡８ｈ，沥干并置于鼓风干燥器中在７０ ℃ 下进行干燥，测得载药率约为１０％．胶黏剂选择三聚氰胺改性脲醛树脂，单面施胶，施胶量为１４０ｇ／ｍ２；单板上下相邻层纹理方向互相垂直组坯，预压后置于热压机中热压成型，热压压力为１．０ＭＰａ，温度为１５０℃，制得阻燃胶合板．同时对于未进行阻燃处理的杨木单板采用相同热压工艺制得普通杨木胶合板，厚度均约为１３ｍｍ．将上述阻燃和未阻燃胶合板裁成尺寸为１００ｍｍ×１００ｍｍ的样品，在（２３±１）℃，相对湿度ＲＨ为（５０±２）％的恒温恒湿箱中调节至质量恒定（间隔６ｈ的２建筑材料学报３６８第１５卷ＨＲＲ在较长时间内一直保持较低水平，直至发生轰燃而出现ｐｋＨＲＲ．表１胶合板在锥形量热仪不同热辐射通量时的典型燃烧参数Ｔａｂｌｅ１ＣｏｍｂｕｓｔｉｏｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｐｌｙｗｏｏｄｕｎｄｅｒＣＯＮＥｃａｌｏｒｉｍｅｔｅｒｆｉｒｅｅｘｐｏｓｕｒｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓＨｅａｔｆｌｕｘ／（ｋＷ·ｍ－２）ｐｋＨＲＲ／（ｋＷ·ｍ－２）ａｖＨＲＲ１８０ｓ／（ｋＷ·ｍ－２）ａｖＥＨＣ／（ＭＪ·ｋｇ－１）ａｖＹｃｏ／（ｋｇ·ｋｇ－１）ｔｐ／ｓＭａｓｓ／％ＴＳＰ／ｍ２ＳａｍｐｌｅＦＧＩ２５５０７５１６９．９５２２４．７７２７８．１４６９．９０１０９．００１４１．７４７１０５２０３８５０．２４０．４３０．７２１０．９８１０．７４１２．５０１９．８９１９．０６１９．３３０．８０１．８３２．７７０．０１８０．０１１０．００８Ｕｎｔｒｅａｔｅｄｐｌｙｗｏｏｄ２５５０７５１３６．１５１４２．３６１４７．９２３４．７６７９．０７９７．１３６９０４８０４３００．２００．３００．３４８．０４８．９４９．７９３０．９７２９．７１２９．５００．４２０．３６０．２５０．０３２０．０１３０．００７ＴｒｅａｔｅｄｐｌｙｗｏｏｄＮｏｔｅ：ｔｐｉｓｔｈｅｔｉｍｅｗｈｅｎｐｋＨＲＲａｐｐｅａｒｓ．图１不同热辐射通量下未阻燃、阻燃胶合板的热释放速率曲线Ｆｉｇ．１Ｈｅａｔｒｅｌｅａｓｅｒａｔｅｃｕｒｖｅｓｏｆｕｎｔｒｅａｔｅｄａｎｄｔｒｅａｔｅｄｐｌｙｗｏｏｄａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｈｅａｔｆｌｕｘｅｓ研究表明，材料被点燃后的３ｍｉｎ对于早期火灾预防和控制以及人员逃生十分关键［１５］．研究材料燃烧初期的ＨＲＲ对于衡量其在火灾早期的危险性具有重要作用，并且利用ＣＯＮＥ测试材料被点燃后１８０ｓ内获得的平均热释放速率（ａｖＨＲＲ１８０ｓ）与大型室内火灾试验具有很好的相关性［１６－１７］．由表１中未阻燃、阻燃胶合板随热辐射通量变化的ａｖＨＲＲ１８０ｓ值可以看出，即使在很低的辐射热流强度下，未阻燃胶合板短时间内的ＨＲＲ已经很大，相对阻燃胶合板，其火灾初期的危险性已经很高．在热辐射通量为７５ｋＷ／ｍ２时，测试的环境温度已经达到约８５０ ℃，与实际火灾中火势猛烈蔓延时的烟气温度十分接近，结合ｐｋＨＲＲ可以判断，此时未阻燃胶合板将会较阻燃胶合板更早达到轰燃，火势将很难得到有效控制，而阻燃胶合板虽然也在短时间内被引燃，但其ＨＲＲ相对较小，达到轰燃所需的时间更长，可以为人员逃生和消防扑救赢得时间，相对未阻燃胶合板其安全性大幅提高．出现以上现象的原因可解释为：阻燃胶合板经热源辐照时，ＦＲＷ在较低温度下逐渐催化胶合板木材组分发生脱水、脱乙酰基及其他小分子有机化合物、半纤维素热解等反应，释放可燃性挥发产物；而在较高温度下ＦＲＷ可发生催化纤维素、木质素产生可燃物的热解反应以及不饱和产物间的聚合反应．与热解反应相比，体系中的聚合反应可能占有相对优势，因而阻燃处理使得可燃性挥发产物的生成总量降低，表现为较未阻燃胶合板更低的热释放．ＦＲＷ的主要活性成分为磷酸脒基脲（ＧＵＰ）和硼酸，其中ＧＵＰ分解产物的质子酸催化作用效果显著，而硼酸或其分解产物在较低温度下对聚糖（二元醇结构）脱水反应产生Ｌｅｗｉｓ酸催化作用，较高温度下氧化硼起到了一定的物理覆盖作用［３］，二者由于对木质材料的不同作用机理，产生较高的协同阻燃效力．质量动态损失行为２．１．２将图２与对应的ＨＲＲ曲线（图１）进行对比可见，未阻燃胶合板和阻燃胶合板的ＭＬＲ曲线形状与ＨＲＲ曲线相似，且峰的数量和位置与ＨＲＲ相同，这说明胶合板在燃烧时的热释放与质量损失是同步进行的，即胶合板质量损失最快的阶段对应着第３期王奉强，等：利用ＣＯＮＥ研究阻燃胶合板的动态燃烧行为３６９其发生有焰燃烧的阶段．随热辐射通量的提高，未阻燃胶合板出现第１质量损失峰的时间缩短，且峰值提高，即质量损失加快，而阻燃胶合板的ＭＬＲ相对未阻燃胶合板有所减小．结合表１中的残余物质量分数（Ｍａｓｓ），未阻燃和阻燃胶合板在试验后的最终残余物质量分数并不受所用热辐射通量值大小的影响．图２不同热辐射通量下未阻燃、阻燃胶合板的质量损失速率曲线Ｆｉｇ．２Ｍａｓｓｌｏｓｓｒａｔｅｃｕｒｖｅｓｏｆｕｎｔｒｅａｔｅｄａｎｄｔｒｅａｔｅｄｐｌｙｗｏｏｄａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｈｅａｔｆｌｕｘｅｓ经ＦＲＷ处理的阻燃胶合板燃烧时的成炭率（木质材料热解后主要产物即为炭，由Ｍａｓｓ体现）有明显增加，结合以上分析也可以发现成炭无疑对降低热释放（甚至烟释放）是有利的．对比后可以发现，阻燃胶合板的平均有效燃烧热（ａｖＥＨＣ）相对未阻燃胶合板有明显下降，说明阻燃胶合板的热量释放降低，即ＦＲＷ对胶合板的热解释放可燃性气体有一定的抑制作用，使有效燃烧热值降低，因此胶合板在阻燃后成炭率明显增加的试验结果证实了ＦＲＷ催化成炭———凝聚相阻燃作用机理的假定．快速引燃，使火焰迅速蔓延、扩大，也就证明了材料发生火灾的潜在危险就越大．未阻燃胶合板随着热辐射通量的增大，ＦＧＩ有较大增幅（表１），说明其对辐射热源高度敏感；而阻燃胶合板的ＦＧＩ增幅相对减小，尤其是在热辐射通量超过５０ｋＷ／ｍ２时，其ＦＧＩ受影响的程度有降低趋势，说明阻燃胶合板的安全性相对未阻燃胶合板有大幅提高．动态烟气释放及其毒性２．２产烟速率２．２．１火势增长指数产烟速率（ＳＰＲ）是比消光面积（ｓｐｅｃｉｆｉｃｅｘｔｉｎｃ－ｔｉｏｎａｒｅａ，ＳＥＡ）与ＭＬＲ之积，为瞬时产生的烟量，其曲线下面所围的面积即为燃烧时间内的总产烟量（ＴＳＰ）．从图３可以看出，随热辐射通量增大，未阻燃胶合板的ＳＰＲ增加，阻燃胶合板的ＳＰＲ稍有变化，二者发生热解的速度均有提高．结合表１可以发２．１．３将材料的ｐｋＨＲＲ与该峰值出现的时间（从开始试验时计时）的比值定义为火势增长指数（ｆｉｒｅｇｒｏｗｔｈｉｎｄｅｘ，ＦＧＩ）［１７］，以此反映材料对辐射热源的反应能力．其表达式为ＦＧＩ＝ｐｋＨＲＲ／ｔ．可见，ＦＧＩ值越大，说明材料处于火灾环境中时越容易被图３不同热辐射通量下未阻燃、阻燃胶合板的产烟速率曲线Ｆｉｇ．３Ｓｍｏｋｅｒｅｌｅａｓｅｒａｔｅｃｕｒｖｅｓｏｆｕｎｔｒｅａｔｅｄａｎｄｔｒｅａｔｅｄｐｌｙｗｏｏｄａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｈｅａｔｆｌｕｘｅｓ建筑材料学报３７０第１５卷现，未阻燃胶合板随热辐射通量的增大，其ＴＳＰ逐渐增大，释放的烟气量大幅增加，可以解释为火势的增大，使胶合板的平均热解速率大于平均燃烧速率，部分热解产物未经燃烧或未燃烧完全即排入烟气管道；而阻燃胶合板在火灾暴露条件下的ＳＰＲ和ＴＳＰ均处于较低水平，且随热辐射通量的增大呈下降趋势，应是ＦＲＷ的作用使胶合板缓慢热解，热解产物充分燃烧所致．结合图１可见，烟气的瞬时浓度（以ＳＰＲ表示）与ＨＲＲ随辐照时间的变化规律是相似的，且两者基本同步，说明烟气释放和热量释放是同步进行的，即绝大部分烟气是在发生有焰燃烧阶段产生的，燃烧时产生的不完全燃烧有机物、炭质悬浮微粒及水气是形成烟雾的主要物质，在较低辐射热通量下易发生不完全燃烧，这也可能是低热辐射通量条件下ＨＲＲ较低的原因．一旦发生火灾，烟气的释放使环境能见度降低，人们难以快速逃离现场，同时给消防部门判断和控制火势带来困难．胶合板经ＦＲＷ处理以后，产生了显著的抑烟效果．与未阻燃胶合板相比，阻燃胶合板在火灾的不同发展阶段被引燃时，其烟气释放均较少，烟气危害明显下降．一氧化碳产率２．２．２一氧化碳产率ＹＣＯ表示单位质量的可燃材料在燃烧过程中由于不完全燃烧所产生的ＣＯ气体质量，ｋｇ／ｋｇ．火灾发生时，ＹＣＯ越大，烟气的毒性就越大，它与某一时刻体系中ＣＯ的浓度呈正相关．如图４所示，未阻燃、阻燃胶合板的ＣＯ释放规律基本相同，二者在有焰燃烧阶段ＹＣＯ较小，曲线相对平坦且均接近于零，大量的ＣＯ释放均发生在有焰燃烧结束以后的红热燃烧阶段．对比图４（ａ），（ｂ）及表１平均ＹＣＯ（ａｖＹＣＯ）可以发现，在５０ｋＷ／ｍ２以上的热辐射通量作用下，未阻燃、阻燃胶合板的ＹＣＯ基本相当，而在２５ｋＷ／ｍ２时，阻燃胶合板在红热燃烧阶段的ＹＣＯ比未阻燃胶合板高出许多，这可能是由于热辐射强度较低时，在ＦＲＷ及其分解产物的作用下，生成的炭质及部分未完全炭化的热解产物与空气中氧气共同发生气固热氧化反应而得到大量ＣＯ的缘故．图４不同热辐射通量下未阻燃、阻燃胶合板的一氧化碳产率曲线Ｆｉｇ．４ＣＯｙｉｅｌｄｃｕｒｖｅｓｏｆｕｎｔｒｅａｔｅｄａｎｄｔｒｅａｔｅｄｐｌｙｗｏｏｄａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｈｅａｔｆｌｕｘｅｓ二氧化碳产率间均提前（图５），与ＨＲＲ曲线形状以及峰出现时间类似，说明胶合板的热释放主要是由生成ＣＯ２的反２．２．３随着热辐射通量的增大，胶合板产生ＣＯ２的时图５不同热辐射通量下未阻燃、阻燃胶合板的二氧化碳产率曲线Ｆｉｇ．５ＣＯ２ｒｅｌｅａｓｅｒａｔｅｃｕｒｖｅｓｏｆｕｎｔｒｅａｔｅｄａｎｄｔｒｅａｔｅｄａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｈｅａｔｆｌｕｘｅｓ第３期王奉强，等：利用ＣＯＮＥ研究阻燃胶合板的动态燃烧行为３７１应提供的，而大量释放ＣＯ２的阶段恰好对应着有焰燃烧，也说明ＣＯ２主要是由有焰燃烧产生的．胶合板经ＦＲＷ处理后，其Ｙｃｏ２在火灾暴露条件下均大大低于未阻燃胶合板，Ｙｃｏ２曲线趋于平坦，ＣＯ２释放的动态过程均匀分散化．ＣＨＥＮＺｈｉ－ｌｉｎ，ＬＩＳｈｕａｎｇ－ｃｈａｎｇ．Ｆｉｒｅ－ｒｅｔａｒｄａｎｔｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ［］，，（）：ｏｆｗｏｏｄｆｌｏｏｒＪ．ＦｉｒｅＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ２０１０２９９８１５－８１６，８３１．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）［６］杜春贵，张齐生，金春德，等．ＦＲＷ阻燃杉木积成材的阻燃性能［Ｊ］．建筑材料学报，２０１０，１３（４）：５５５－５５９．ＤＵＣｈｕｎ－ｇｕｉ，ＺＨＡＮＧＱｉ－ｓｈｅｎｇ，ＪＩＮＣｈｕｎ－ｄｅ，ｅｔａｌ．Ｆｉｒｅ－ｒｅ－ｓｉｓｔａｎｔｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＦＲＷｆｉｒｅｒｅｔａｒｄａｎｔＣｈｉｎｅｓｅｆｉｒｏｒｉｅｎｔｅｄｌａｍｉｎａｔｅｄｓｔｉｃｋｌｕｍｂｅｒ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＢｕｉｌｄｉｎｇＭａｔｅｒｉａｌｓ，２０１０，１３（４）：５５５－５５９．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）［７］杨昀，张和平，张军，等．用锥形量热仪研究胶合板的燃烧特性［Ｊ］．燃烧科学与技术，２００６，１２（２）：１５９－１６３．ＹＡＮＧＹｕｎ，ＺＨＡＮＧＨｅ－ｐｉｎｇ，ＺＨＡＮＧＪｕｎ，ｅｔａｌ．Ｅｘｐｅｒｉ－ｍｅｎｔａｌｓｔｕｄｙｏｎｐｌｙｗｏｏｄｂｕｒｎｉｎｇｂｅｈａｖｉｏｒｓｉｎＣＯＮＥｃａｌｏｒｉｍ－ｅｔｅｒｔｅｓｔ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｏｍｂｕｓｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００６，１２（２）：１５９－１６３．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）［８］胡景娟，程瑞香，王清文，等．杨木胶合板阻燃处理工艺及燃烧性能［Ｊ］．木材加工机械，２００８，１９（２）：１４－１８．ＨＵＪｉｎｇ－ｊｕａｎ，ＣＨＥＮＧＲｕｉ－ｘｉａｎｇ，ＷＡＮＧＱｉｎｇ－ｗｅｎ，ｅｔａｌ．Ｆｉｒｅｒｅｔａｒｄａｎｔｉｍｐｒｅｇｎａｔｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓａｎｄｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｐｒｏｐｅｒ－ｔｉｅｓｏｆｐｏｐｌａｒｐｌｙｗｏｏｄ［Ｊ］．ＷｏｏｄＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＭａｃｈｉｎｅｒｙ，２００８，１９（２）：１４－１８．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）［９］ＰＥＡＣＯＣＫＲＤ，ＢＲＡＵＮＥ．Ｆｉｒｅｓａｆｅｔｙｏｆｐａｓｓｅｎｇｅｒｔｒａｉｎｓ（ＰｈａｓｅＩ）：Ｍａｔｅｒｉａｌｅｖａｌｕａｔｉｏｎ（ＣＯＮＥｃａｌｏｒｉｍｅｔｅｒ）［Ｊ］．Ｎａ－ｔｉｏｎａｌＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｔａｎｄａｒｄｓａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＮＩＳＴＩＲ６１３２，１９９９，５：１－１６．［１０］ＧＲＡＴＫＯＷＳＫＩＭＴ，ＤＥＭＢＳＥＹＮＡ，ＢＥＹＬＥＲＣＬ．Ｒａ－ｄｉａｎｔｓｍｏｌｄｅｒｉｎｇｉｇｎｉｔｉｏｎｏｆｐｌｙｗｏｏｄ［Ｊ］．ＦｉｒｅＳａｆｅｔｙＪｏｕｒｎａｌ，２００６，４１（６）：４２７－４４３．［１１］ＹＡＮＧＬｉ－ｚｈｏｎｇ，ＣＨＥＮＸｉａｏ－ｊｕｎ，ＺＨＯＵＸｉａｏ－ｄｏｎｇ，ｅｔａｌ．Ｔｈｅｐｙｒｏｌｙｓｉｓａｎｄｉｇｎｉｔｉｏｎｏｆｃｈａｒｒｉｎｇｍａｔｅｒｉａｌｓｕｎｄｅｒａｎｅｘ－ｔｅｒｎａｌｈｅａｔｆｌｕｘ［Ｊ］．ＣｏｍｂｕｓｔｉｏｎａｎｄＦｌａｍｅ，２００３，１３３（４）：４０７－４１３．［１２］舒中俊，谌强．竹地板与普通实木地板燃烧性能的锥形量热仪对比实验研究［Ｊ］．火灾科学，２００７，１６（３）：１４８－１５１．ＳＨＵＺｈｏｎｇ－ｊｕｎ，ＣＨＥＮＱｉａｎｇ．ＦｉｒｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｏｆｂａｍｂｏｏｆｌｏｏｒｃｏｖｅｒｉｎｇｃｏｍｐａｒｅｄｔｏｗｏｏｄｆｌｏｏｒｃｏｖｅｒｉｎｇｂｙＣＯＮＥｃａｌ－ｏｒｉｍｅｔｅｒｔｅｓｔ［Ｊ］．ＦｉｒｅＳａｆｅｔｙＳｃｉｅｎｃｅ，２００７，１６（３）：１４８－１５１．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）［１３］马哲，舒中俊，薛刚，等．几种地板燃烧性能的实验研究［Ｊ］．火灾科学，２００５，１４（３）：１３２－１３６．ＭＡＺｈｅ，ＳＨＵＺｈｏｎｇ－ｊｕｎ，ＸＵＥＧａｎｇ，ｅｔａｌ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｕｄｙｏｆｆｌａｍｍａｂｉｌｉｔｙｏｆｖａｒｉｏｕｓｆｌｏｏｒｃｏｖｅｒｉｎｇｓｉｎｃｏｍｍｏｎｕｓｅ［Ｊ］．ＦｉｒｅＳａｆｅｔｙＳｃｉｅｎｃｅ，２００５，１４（３）：１３２－１３６．（ｉｎＣｈｉ－ｎｅｓｅ）［１４］王清文．新型木材阻燃剂ＦＲＷ［Ｄ］．哈尔滨：东北林业大学，２０００：６８－７４．ＷＡＮＧＱｉｎｇ－ｗｅｎ．ＦＲＷｆｉｒｅｒｅｔａｒｄａｎｔｆｏｒｗｏｏｄ［Ｄ］．Ｈａｒｂｉｎ：ＮｏｒｔｈｅａｓｔＦｏｒｅｓｔｒｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２０００：６８－７４．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）［１５］王清文．木材阻燃工艺学原理［Ｍ］．哈尔滨：东北林业大学出版社，２０００：５５－８５．ＷＡＮＧＱｉｎｇ－ｗｅｎ．Ｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｆｉｒｅ－ｒｅｔａｒｄｉｎｇｏｆｗｏｏｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ［Ｍ］．Ｈａｒｂｉｎ：ＮｏｒｔｈｅａｓｔＦｏｒｅｓｔｒｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＰｒｅｓｓ，（下转第３８１页）结论（１）未阻燃、阻燃胶合板被引燃的时间随热辐射通量的增大而缩短．未阻燃胶合板的ｐｋＨＲＲ增大显著，被点燃后１８０ｓ内的平均热释放速率体现出其短时间内发生轰燃的可能性较大，质量损失速率提高，火势增长指数大幅提高；阻燃胶合板的ｐｋＨＲＲ无明显增长，热释放速率趋于缓和，火势增长指数的变化受热辐射通量的影响较小．（２）胶合板经阻燃处理后，其烟气释放量相对未阻燃胶合板有显著下降，但在火灾形成规模后ＣＯ产率不随热辐射通量增大发生明显变化，ＣＯ２主要产生在有焰燃烧阶段．（３）ＦＲＷ对胶合板主要起到凝聚相阻燃作用，使其显示出较高的成炭率、较低的热释放和烟释放，显著提高了火灾发生时的安全性．３参考文献：［１］王清文，李坚，李淑君，等．用ＣＯＮＥ法研究木材阻燃剂ＦＲＷ的抑烟性能［Ｊ］．林业科学，２００２，３８（６）：１０３－１０９．ＷＡＮＧＱｉｎｇ－ｗｅｎ，ＬＩＪｉａｎ，ＬＩＳｈｕ－ｊｕｎ，ｅｔａｌ．ＳｔｕｄｙｏｎｔｈｅｓｍｏｋｅｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎｏｆｗｏｏｄｆｉｒｅｒｅｔａｒｄａｎｔＦＲＷｂｙＣＯＮＥｃａｌｏ－ｒｉｍｅｔｅｒ［Ｊ］．ＳｃｉｅｎｔｉａＳｉｌｖａｅＳｉｎｉｃａｅ，２００２，３８（６）：１０３－１０９．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）［２］李坚，王清文，李淑君，等．用ＣＯＮＥ法研究木材阻燃剂ＦＲＷ的阻燃性能［Ｊ］．林业科学，２００２，３８（５）：１０８－１１４．ＬＩＪｉａｎ，ＷＡＮＧＱｉｎｇ－ｗｅｎ，ＬＩＳｈｕ－ｊｕｎ，ｅｔａｌ．ＡｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅｆｉｒｅｒｅｔａｒｄａｎｃｙｏｆＦＲＷｆｉｒｅｒｅｔａｒｄａｎｔｆｏｒｗｏｏｄｂｙＣＯＮＥｃａｌ－ｏｒｉｍｅｔｅｒ［Ｊ］．ＳｃｉｅｎｔｉａＳｉｌｖａｅＳｉｎｉｃａｅ，２００２，３８（５）：１０８－１１４．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）［３］王清文，李坚．用ＣＯＮＥ法研究木材阻燃剂ＦＲＷ的阻燃机理［Ｊ］．林产化学与工业，２００４，２４（２）：２９－３４．ＷＡＮＧＱｉｎｇ－ｗｅｎ，ＬＩＪｉａｎ．Ｓｔｕｄｙｏｎｆｉｒｅ－ｒｅｔａｒｄａｔｉｏｎｍｅｃｈａ－ｎｉｓｍｏｆｆｉｒｅ－ｒｅｔａｒｄａｎｔＦＲＷｂｙＣＯＮＥｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ［Ｊ］．Ｃｈｅｍ－ｉｓｔｒｙ＆ＩｎｄｕｓｔｒｙｏｆＦｏｒｅｓｔＰｒｏｄｕｃｔｓ，２００４，２４（２）：２９－３４．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）［４］于水军，谢锋承，贾金涛，等．火灾中３种木质地板的燃烧性能研究［Ｊ］．安全与环境学报，２００９，９（５）：１５７－１６０．ＹＵＳｈｕｉ－ｊｕｎ，ＸＩＥＦｅｎｇ－ｃｈｅｎｇ，ＪＩＡＪｉｎ－ｔａｏ，ｅｔａｌ．Ｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅｂｕｒｎｉｎｇｆｅａｔｕｒｅｓｏｆｔｈｅｔｈｒｅｅｋｉｎｄｓｏｆｗｏｏｄｅｎｆｌｏｏｒｉｎｃａｓｅｕｎ－ｄｅｒｆｉｒｅ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳａｆｅｔｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，２００９，９（５）：１５７－１６０．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）［５］陈志林，李双昌．木质地板阻燃性能的研究［Ｊ］．消防科学与技术，２０１０，２９（９）：８１５－８１６，８３１．第３期谭文杰，等：ＣａＦ２对硫铝酸锶钙水泥矿物形成及水化过程的影响３８１ｓｕｌｐｈｏａｌｕｍｉｎａｔｅ［Ｃ］／／Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆ９ｔｈＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎ－ｇｒｅｓｓｏｎｔｈｅＣｈｅｍｉｓｔｒｙｏｆＣｅｍｅｎｔ（ＶｏｌⅠ）．ＮｅｗＤｅｌｈｉ，Ｉｎｄｉａ：ＥｌｓｅｖｉｅｒＡｐｐｌｉｄｅＳｃｉｅｎｃｅ，１９９２：４１１－４１７．［３］程新，冯修吉．用量子化学方法计算３ＣａＯ·３Ａｌ２Ｏ３·ＳｒＳＯ４的水化活性［Ｊ］．硅酸盐学报，１９９６，２４（２）：１２６－１３１．ＣＨＥＮＧＸｉｎ，ＦＥＮＧＸｉｕ－ｊｉ．Ｈｙｄｒａｔｉｏｎｃａｌｃｕｌａｔｅｄａｃｔｉｖｉｔｙｏｆ３ＣａＯ·３Ａｌ２Ｏ３·ＳｒＳＯ４ｂｙｑｕａｎｔｕｍｃｈｅｍｉｓｔｒｙｍｅｔｈｏｄ［Ｊ］．ＪＣｈｉｎＣｅｒａｍＳｏｃ，１９９６，２４（２）：１２６－１３１．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）［４］阎培渝．３ＣａＯ·３Ａｌ２Ｏ３·ＳｒＳＯ４浆体结构与强度的关系［Ｊ］．武汉工业大学学报，１９９４，１６（１）：１９－２２．ＹＡＮＰｅｉ－ｙｕ．Ｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｏｆ３ＣａＯ·３Ａｌ２Ｏ３·ＳｒＳＯ４ｐａｓｔｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｉｔｓｓｔｒｅｎｇｔｈ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＷｕｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１９９４，１６（１）：１９－２２．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）［５］徐国涛，杜鹤桂．硫铝酸锶钙水硬性矿物的合成与显微结构分析［Ｊ］．东北大学学报，２０００，２１（１）：７０－７２．ＸＵＧｕｏ－ｔａｏ，ＤＵＨｅ－ｇｕｉ．Ａｎａｌｙｓｉｓｏｎｔｈｅｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｃａｌｃｉｕｍｓｔｒｏｎｔｉｕｍａｌｕｍｉｎａｔｅｓｕｌｆａｔｅｃｅｍｅｎｔｗｉｔｈｈｙｄｒａｔｅｄｓｅｔ－ｔｉｎｇａｎｄｉｔｓｓｙｎｔｈｅｓｉｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＤｏｎｇｂｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２０００，２１（１）：７０－７２．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）［６］常钧，芦令超．含钡硫铝酸钙水泥矿物的研究［Ｊ］．硅酸盐学报，１９９９，２７（７）：６４３－６５０．ＣＨＡＮＧＪｕｎ，ＬＵＬｉｎｇ－ｃｈａｏ．ＳｔｕｄｙｏｎＢａ－ｂｅａｒｉｎｇｃａｌｃｉｕｍｓｕｌｐｈｏａｌｕｍｉｎａｔｅｃｅｍｅｎｔｍｉｎｅｒａｌ［Ｊ］．ＪＣｈｉｎＣｅｒａｍＳｏｃ，１９９９，２７（７）：６４３－６５０．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）［７］ＶＯＧＥＬＥ．ＤｉｅＷｉｒｋｕｎｇｖｏｎＣａＦ２ｕｎｄｋｉｅｓａｂｂｒａｎｄａｕｆｄｅｎｒｅａｋｔｉｏｎｓｖｅｒｌａｕｆｖｏｎｚｅｍｅｎｔｒｈｍｅｈｌｅｎｕｎｔｅｒｈａｌｂｖｏｎ１１００℃［Ｊ］．Ｓｉｌｉｋａｔｔｅｃｈｎｉｋ，１９５９，１０（３）：４１５－４１８．［８］ＡＢＤＵＬ－ＭＡＵＬＡＳ，ＯＤＬＥＲＩ．ＥｆｆｅｃｔｏｆｏｘｉｄｉｃｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｎＰｏｒｔｌａｎｄｃｅｍｅｎｔｒａｗｍｅａｌｂｕｒｎａｂｉｌｉｔｙ［Ｊ］．ＷｏｒｄＣｅｍＴｅｃ，１９８０，１１（９）：３３０－３３６．［９］ＳＰＲＵＮＧＳ．ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｓｃｈｅｐｒｏｂｌｅｍｅｂｅｉｍＢｒｅｎｎｅｎｄｅｓＺｅ－ｍｅｎｔｌｉｋｎｋｅｒｓ：Ｕｒｓａｃｈｅｕｎｄｌｏｓｕｎｇ［Ｄ］．Ａａｃｈｅｎ：Ｒｈｅｉｎｉｓｃｈ－ＷｅｓｔｆａｅｌｉｓｃｈｅＴｅｃｈｎｉｓｃｈｅＨｏｃｈｓｃｈｕｌｅＡａｃｈｅｎ，１９８２．［１０］沈威，黄文熙．水泥工艺学［Ｍ］．武汉：武汉工业大学出版社，１９９１：６９－７４．ＳＨＥＮＷｅｉ，ＨＵＡＮＧＷｅｎ－ｘｉ．Ｃｅｍｅｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ［Ｍ］．Ｗｕ－ｈａｎ：ＷｕｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＰｒｅｓｓ，１９９１：６９－７４．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）［１１］张文生，李北星，陈益民，等．矿物３ＣａＯ·３Ａｌ２Ｏ３·ＢａＳＯ４高温稳定性研究［Ｊ］．硅酸盐学报，２０００，２８（６）：４９７－５００．ＺＨＡＮＧＷｅｎ－ｓｈｅｎｇ，ＬＩＢｅｉ－ｘｉｎｇ，ＣＨＥＮＹｉ－ｍｉｎ，ｅｔａｌ．Ｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｍｉｎｅｒａｌ３ＣａＯ·３Ａｌ２Ｏ３·ＢａＳＯ４［Ｊ］．ＪＣｈｉｎＣｅｒａｍＳｏｃ，２０００，２８（６）：４９７－５００．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）［１２］王燕谋．硫铝酸盐水泥［Ｍ］．北京：北京工业大学出版社，１９９９：３６－４１．ＷＡＮＧＹａｎ－ｍｏｕ．Ｓｕｌｐｈｏａｌｕｍｉｎａｔｅｃｅｍｅｎｔ［Ｍ］．Ｂｅｉｊｉｎｇ：Ｂｅｉ－ｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＰｒｅｓｓ，１９９９：３６－４１．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）［１３］于丽波．微量元素对阿利特硫铝酸钡钙水泥制备工艺及性能的影响［Ｄ］．济南：济南大学，２００５．ＹＵＬｉ－ｂｏ．Ｅｆｆｅｃｔｏｆｍｉｎｏｒｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｏｎａｌｉｔｅ－ｂａｒｉｕｍｃａｌｃｉｕｍｓｕｌｐｈｏａｌｕｍｉｎａｔｅｃｅｍｅｎｔｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄｐｅｒｆｏｒｍ－ａｎｃｅ［Ｄ］．Ｊｉｎａｎ：ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＪｉｎａｎ，２００５．檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿（上接第３７１页）２０００：５５－８５．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）［１６］张军，纪奎江，夏延致．聚合物燃烧与阻燃技术［Ｍ］．北京：化学工业出版社，２００５：３９８－４５０．ＺＨＡＮＧＪｕｎ，ＪＩＫｕｉ－ｊｉａｎｇ，ＸＩＡＹａｎ－ｚｈｉ．Ｐｏｌｙｍｅｒｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎａｎｄｆｉｒｅｒｅｔａｒｄａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ［Ｍ］．Ｂｅｉｊｉｎｇ：ＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓ－ｔｒｙＰｒｅｓｓ，２００５：３９８－４５０．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）［１７］ＫＲＡＳＮＹＪ，ＨＡＢＥＲＷ，ＢＡＢＲＡＵＳＫＡＳＶ．Ｆｉｒｅｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｕｐｈｏｌｓｔｅｒｅｄｆｕｒｎｉｔｕｒｅａｎｄｍａｔｔｒｅｓｓｅｓ［Ｍ］．Ｎｏｙｅｓ：ＷｉｌｌｉａｍＡｎ－ｄｒｅｗＰｕｂｌｉｓｈｉｎｇ，２００１：３９－５５．［１８］舒中俊，徐晓楠，杨守生，等．基于锥形量热仪试验的聚合物材料火灾危险评价研究［Ｊ］．高分子通报，２００６（５）：３７－４４，７８．ＳＨＵＺｈｏｎｇ－ｊｕｎ，ＸＵＸｉａｏ－ｎａｎ，ＹＡＮＧＳｈｏｕ－ｓｈｅｎｇ，ｅｔａｌ．Ｉｎ－ｔｅｇｒａｔｅｄａｓｓｅｓｓｉｎｇｆｉｒｅｈａｚａｒｄｏｆｐｏｌｙｍｅｒｂａｓｅｄｏｎｄａｔａｏｆＣＯＮＥｃａｌｏｒｉｍｅｔｅｒ［Ｊ］．ＣｈｉｎｅｓｅＰｏｌｙｍｅｒＢｕｌｌｅｔｉｎ，２００６（５）：３７－４４，７８．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）。

利用CONE研究阻燃胶合板的动态燃烧行为

ＦｉｅＲｅａｄｎｔＵｓｎｇＣＯＮＥｌｒｍｅｅｒｔｒａｉＣａｏｉｔｒ
ＷＡＮＧｎ — ｉｎＳＦｅｇｑａｇ，ＯＮＧｎ — ｎＳＵＮ —ｈｏ，ＦＥＮＧａ — ｌ，ｇｏｇｍｉｇ，ＬｉｃａＪｉｎｗｅｌ
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ＮｏｔｅｓｏｅｔｙＵｎｖｒｉｙｒｈａｔＦｒｓｒｉｅｓｔ，Ｈａｂｎ１０４ｒｉ５００，Ｃｈｎ）ｉａ
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聚合物材料阻燃的研究方法概述

上海节能聚合物材料阻燃的研究方法概述刘术敬1朱鹏1扈昊1许力冬1孙志军21.上海应用技术大学，城市建设与安全工程学院2.通标标准技术服务（青岛）有限公司摘要：高分子聚合物具有潜在的火灾危险，因此制备阻燃型高分子材料是目前的研究方向。

从聚合物燃烧机理对聚合物的阻燃进行分析，总结了聚合物材料阻燃的最新实验分析方法，概括了国内外最新阻燃聚合物所用的实验仪器，介绍了聚合物气相和凝聚相阻燃原理，以及在表征聚合物阻燃材料性能时所用到的仪器，并对聚合物阻燃所用的仪器及表征新方法进行了概述。

关键词：聚合物；阻燃；凝聚相；气相DOI:10.13770/ki.issn2095-705x.2021.01.011An Overview of Research Methods on Flame Retardancy of Polymer MaterialsLIU Shujing，ZHU Peng，HU Hao，XU Lidong，SUN Zhijun1.School of Urban Construction and Safety Engineering,Shanghai Institute of Technology2.Tongbiao Standard Technical Services（Qingdao）Co.,Ltd.Abstract:The preparation of flame-retardant polymer materials is the current research direction because of its potential fire hazard.This overview from polymer combustion mechanism of polymer flame retardant, flame retardant polymer materials are summarized in the latest experimental analysis method,sums up the latest experimental apparatus used in the flame retardant polymer at home and abroad,this paper introduc-es the principle of flame retardant polymer gas phase and the condensed phase,and the characterization of polymer flame retardant materials to the apparatus used in performance,and the instruments used in the polymer flame retardant and new methods of characterization were summarized.Key words:Polymer;Flame Retardant;Condensed Phases;The Gas Phase收稿日期：2020-11-20基金项目：上海市大学生创新创业计划10110K207150-B11；上海市联盟计划-26220I200286-A06第一作者：刘术敬(1993-)，硕士研究生，从事灭火剂、阻燃剂及火灾危险性评估研究通讯作者：朱鹏(1976-)，博士，副教授，从事灭火剂和阻燃剂方面的研究No.082018上海节能No.0120210引言近年来，高分子材料已广泛应用于民用、工业和建筑等各个领域，但其具有潜在的火灾危险。

塑料燃烧性能试验方法

塑料燃烧性能试验方法随着现代生活的发展，塑料制品广泛应用于各个领域，如建筑、家具、机械、包装等。

然而，塑料的燃烧性能一直是一个非常重要的问题。

塑料的燃烧不仅会对环境造成污染，而且还会引起人员伤亡。

为了保障人们的生命财产安全，必须对塑料材料进行燃烧性能的测试。

一、塑料燃烧性能的分类塑料的燃烧性能主要包括燃烧速度、燃烧性能等方面。

燃烧速度是指塑料材料在燃烧时所释放的能量和燃料的质量比。

在人们的日常生活中，通过观察火焰的形态以及烟雾是否产生，可以初步判断塑料的燃烧性能。

但是，为了更加客观的评估塑料的燃烧性能，需要进行详细的测试。

二、塑料燃烧性能试验的方法1、Vertical Burning Test （垂直燃烧试验法）垂直燃烧试验法是对固体材料进行燃烧性能测试的一种常用方法，主要测试材料的燃烧性能及其对火势、烟雾、滴落等的影响。

在进行试验之前，需要制作出固定大小的样品，并在实验箱内设置定压板，以确保升温速度和试验条件的一致性。

试验时，将固体材料竖直放置于实验箱内，点燃上端，记录材料的燃烧时间、火焰高度、是否出现烟雾、滴落情况等指标。

2、Horizontal Burning Test （水平燃烧试验法）水平燃烧试验法用于测试塑料材料在水平状态下的燃烧性能。

该试验法主要用于测试塑料材料对火势蔓延的影响以及其产生的火焰和烟雾的特性。

在进行试验时，需要制作出长约5cm、宽约1cm、厚度约3mm的样品。

将样品放置在特制的标准架上，通过实验燃烧器点燃样品，记录材料的燃烧时间、火焰高度、是否出现烟雾等指标。

3、Cone Calorimeter Test （锥形量热计试验法）锥形量热计试验法是一种对固体材料燃烧性能全面测试的方法。

该试验法主要测试材料在燃烧过程中所释放的热量、燃烧时间、烟雾等特性。

试验时，将样品放置在锥形量热计仪器上，通过点燃样品，记录燃烧时间、烟雾发生时间、最大热释放率、烟雾生成量等指标。

三、领先的试验机器品牌1、ASTM D1929：通过国际标准协会（ASTM），这是一种测定某个材料的易燃性的方法。

基于锥形量热仪的聚合物材料燃烧性能研究

基于锥形量热仪的聚合物材料燃烧性能研究∗方璐;鲁宁;吴亚楠;王德贵【摘要】应用锥形量热仪测试聚氟乙烯塑料板( PVC)、聚氨酯泡沫塑料板( PU)和超高分子量聚乙烯塑料板( UPE)三种聚合物材料，分别得到在50 kW/m2及75 kW/m2的辐射强度下的热释放速率( HRR)、点燃时间( TTI)、总释热量( THR)、总生烟量( TSR)等参数，通过对比实验现象和实验数据，分析得出了聚合物的燃烧性能和烟气特性，研究结果对于进一步研究高分子聚合物的火灾特性具有重要意义。

%An experimental study of the burning behavior of three kinds of polymer materials which were polyvinyl fluoride plastic ( PVC) , polyurethane foam ( PU) and high molecular weight polyethylene plastic ( UPE) was discussed by using cone. For the purpose, some parameters were tested at 75 kW/m2 and 50 kW/m2 heat radiant intensities, such as heat release rate, ignition time, total heat release, total biomass, etc. By comparing and analyzing the experimental data, the combustion and smoke characteristics of the polymer were concluded. The results of the study had great significance for the further study of the fire characteristics of polymer.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2016(044)018【总页数】3页(P80-82)【关键词】聚合物;锥形量热仪;燃烧特性;热释放速率【作者】方璐;鲁宁;吴亚楠;王德贵【作者单位】重庆科技学院安全工程学院，重庆 401331;重庆科技学院安全工程学院，重庆 401331;重庆科技学院安全工程学院，重庆 401331;重庆科技学院安全工程学院，重庆 401331【正文语种】中文【中图分类】O63目前，高分子聚合物材料被广泛应用于各类建筑中，发生火灾时，由于聚合物具有内在易燃性，会助长火势蔓延，并且在燃烧过程中，会释放出大量的有毒有害气体及烟雾，阻碍人员逃生，大大增加了使用场所的火灾危险性。

用CONE法研究膨胀型阻燃聚乙稀的燃烧性能

ｒｓｅｔｖｌｒｍ６ｋ・ｍ一２Ｏ２４ｋＷ・ｍ —Ｚｎｒｍ１０５ＭＪ・ｍ一ｔ７０Ｊ・ｍ－２ｅＦＲｓｉｔｏｃｄｔｅｐｃｉｅｙｆｏ４６Ｗｔ４ａｄｆｏ９．Ｏ７．９ＭｗｈｎＩｉｎｒｄｕｅｏＬＤＰ；ｔｔＥｈａ
２００８年８月
文章编号：１７ — ９３２０）４１５Ｏ６３２Ｘ（０８０一Ｏ６一６
用ＣＯＮＥ法研究膨胀型阻燃聚乙稀的燃烧性能
吴志平陈美琴舒万艮，，
（．１中南林业科技大学材料科学与工程学院，南长沙４００；．湖１０４２中南大学化学化工学院，南长沙４０８）湖１０３
２ｃｏｌｏｅｓｒｎ．ＳｈｏｆＣｈｍｉｔｙａｄＣｈｅｉａｇｎｅｉｇ，ＣｅｔａｕｔｎｖｒｉｍｃｌＥｎｉｅｒｎｎｒｌＳｏｈＵｉｅｓｔｙ，Ｃｈｎｓａ４０８ａｇｈ１０３，Ｈｕａｎｎ，Ｃｈｎ）ｉａ
中，量损失速率明显降低，重显著增加．效燃烧热分析结果表明：胀型阻燃剂对低密度聚乙烯的阻燃作用主要是凝聚相阻燃质残有膨机理；胀型阻燃低密度聚乙烯与未阻燃低密度聚乙烯相比，释放速度峰值相当，前者的总烟释放量大；低密度聚乙烯中引入膨烟但在膨胀型阻燃剂燃烧时尾气＠ｃｏ浓度增大，Ｏ。度降低．ＯＮＥ研究结果表明：Ｃ浓Ｃ膨胀型阻燃剂对低密度聚乙烯具有显著的阻燃作用，