聚合物材料燃烧性和阻燃性锥形量热仪测试评价法

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阻燃材料学中的热性能测试与分析

阻燃材料学中的热性能测试与分析阻燃材料是一种具有抑制火势传播和延缓火灾蔓延速度的材料。

在阻燃材料的研究和应用中，对其热性能的测试与分析是至关重要的。

本文将介绍阻燃材料中常用的热性能测试方法以及测试结果的分析方法。

一、热性能测试方法1. 燃烧性能测试燃烧性能测试是评价阻燃材料抑制火势传播能力的重要指标之一。

常见的燃烧性能测试方法包括垂直燃烧测试、水平燃烧测试、氧指数测试等。

垂直燃烧测试通过燃烧试验评估材料在垂直状态下的燃烧性能，水平燃烧测试则评估材料在水平状态下的燃烧性能。

氧指数测试能够确定材料在特定氧浓度下的可燃性。

通过这些测试方法，可以了解阻燃材料的燃烧性能，从而判断其对火灾蔓延的抑制效果。

2. 热分解性能测试热分解性能测试主要是通过热失重分析法来确定材料的热稳定性。

在测试中，通过加热材料并记录其失重情况，可以揭示材料在高温下的分解性能。

热分解性能测试可以评价阻燃材料在火灾环境中的耐高温性能，提供了了解材料热稳定性的重要依据。

3. 热传导性能测试热传导性能测试是评价阻燃材料散热效果的重要测试。

该测试通过测量材料的导热系数来确定其导热性能。

导热系数越低，材料的隔热性能越好。

热传导性能测试可以帮助研究人员选择合适的材料，在防火阻燃领域中发挥更好的效果。

二、热性能测试结果分析方法1. 数据处理与统计分析在进行热性能测试时，需要将测试得到的数据进行处理和分析。

常见的数据处理方法包括平均值计算、标准差计算、数据组间的比较等。

通过统计分析，可以得到不同样品之间的差异性，并进行科学的比较和判断。

2. 热性能曲线分析热性能曲线是热性能测试得到的重要数据之一。

通过对热性能曲线的分析和比较，可以获得材料在不同温度下的热性能变化情况，进一步了解材料在火灾中的耐热性能。

常见的热性能曲线分析包括找出材料的热分解温度、失重峰的分析等。

3. 与标准比较分析阻燃材料的热性能测试结果可以与相关标准进行比较分析。

通过与标准的比较，可以评估材料的热性能是否达到要求，并进行进一步的优化设计。

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。

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２８卷第ｌ２期
２０年１月０９２
实验
室
研
究
与探索Ｖ．８ＮＯ１０２１．２
ＲＥＳＥＡＲＣＨＡＮＤＥＸＰＬＯＲＡＴＩＮＯＮＩＬＡＢＯＲＡＴＯＲＹ
Ｄｅ．２０ｃ０９
锥形量热仪的实验技术与测试分析
于健
Ａｂｓｒｃ：Ｔｅｔｓａａｔｒｔａｔｈｅｔｐｒｍｅｅｓ，ｉｃｕｉｇｈｅｔｒｌａｅｒｔｎｌｄｎａｅｅｓａｅ，ｍａｓｌｓａｅ，ｉｎｔｎｔｍｅ，ｂｒｎｎｉｓｏｓｒｔｇｉｉｉｏｕｉｉｇｔｍｅ，ｓｋｘｉｃｍｏｅｅｔ ‘ ｎｔ０ｒａａｄｓｋｅｅｓａｅ，ｗｅｅｉｔｏｕｃｄａｄｄｓｕｓｄｂｓｄｏｈｔｕｔｒｌｃａａｔｒｓｉｓｈｅｔｐｏｅｉｎａｅｎｍｏｅｒｌａｅｒｔｒｎｒｄｅｎｉｃｓｅａｅｎｔｅｓｒｃｕａｈｒｃｅｉｔｃ，ｔｅｔｓｒｃ — ｄｒｓａｄｔｅｔｓｒｎｉｌｆｔｅｃｎａｏｉｔｒＩｄｄｔｏｕｅｎｈｅｔｐｉｃｐｅｏｈｏｅｃｌｒｍｅｅ．ｎａｉｎ，ｔｅｔｓａａｆｒＡＢＳｓｍｐｅｔｉｆｒｎａｅｒ — ｉｈｅｔｄｔｏａｌｓｗｉｄｆｅｅｔｆｍｅｈｌｔｒａｔｆｒｌｔｏｓｗｅｅａａｙｅｈｏｈｃｍｐａｉｏｍｏｇｔｅｃｒｅｆｔｓａａｔｒ．Ｃｏｒｓｏｄｎｌａｄｎｏｍｕａｉｎｒｎｌｚｄｔｒｕｇｏｒｓｎｓａｎｈｕｖｓｏｅｔｐｒｍｅｅｓｒｅｐｎｉｇｙ，ｔｅｆｍｅｈａｌｒｔｒａｔｅｉｉｎｅｆｔｅｆｒｕａｉｎｒｒｄｄ．ｅａｄｎｆｃｅｃｓｏｈｏｍｌｔｓｗｅｅｇａｅｏＫｅｒｓ：ｃｎａｏｉｔｒｏｙｒｏｂｓｉｎｔｓ；ｈａｅｅｓａｅｙｗｏｄｏｅｃｌｒｍｅｅ；ｐｌｍｅ；ｃｍｕｔｏｅｔｅｔｒｌａｅｒｔ

应用锥形量热法评价聚合物复合材料热释放速率

0 烧热 (M J ・kg - 1 ) ; Χ 为完全燃烧反应中氧的量与燃料的量的计量比。由式 ( 1) 、式 ( 2) 可知, 影响热释放速率测定结果的两个决定因素是 E 值的计算和耗氧量的测定。一般情况下, 耗氧量的测定取决于仪器本身, 即氧分析仪的灵敏度。目前的氧分析仪灵敏度可达 20 [2 ]
王许云, 等: 应用锥形量热法评价聚合物复合材料热释放速率
・163・
热分析中, 往往不考虑这种热效应的作用。这样, 当填充量大, 热效应显著时, 误差也会增大。为了能够以锥形量热法比较准确地评价这类复合材料的燃烧释放热, 有必要对具有显著热效应的材料进行研究, 并且对耗氧技术测量这类材料的热释放速率给出一种合适的校正方法, 以便能准确评价此类聚合物复合材料的燃烧性能。本文中讨论了锥形量热法测热的基本原理, 分析了利用该原理测量聚合物复合材料的热释放速率时可能的误差来源, 并且对一些典型的吸热填料进行了深入研究。通过分析这些材料的分解吸热对热释放速率的影响, 提出了对此类材料热释放速率测定的校正方法。
复合材料学报
A CTA M A T ER I A E COM PO S ITA E S I N ICA
第 21 卷第 3 期 6 月 2004 年
Vol . 21 N o. 3 J une 2004
文章编号: 100023851 ( 2004) 0320162205
∃
2 结果与讨论
211 锥形量热仪测热基本原理
锥形量热仪测量材料燃烧热的方法基于耗氧原理。基本原理是有机材料在燃烧过程中, 每消耗单位质量的氧产生的热量 ( 耗氧燃烧热) 基本相同。只要知道燃烧过程中氧的消耗量, 就可以根据式 ( 1) 计算出热释放速率 0 α ( 1) qα= E (mα O 2 - m O 2) ∃H c ( 2) 其中 E = 0 Χ α 式中: q 为热释放速率 (MW ) ; E 为耗氧燃烧热 0 α (M J ・kg - 1 ) ; mα O 2、m O 2 分别为初始空气中和燃烧过程中氧气的质量流速 (kg ・ s- 1 ) ; ∃H c 为燃料的燃

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)。

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。

材料燃烧性能的锥形量热计实验

中国矿业大学安全工程学院实验报告课程名称：消防专业实验实验名称：材料燃烧性能的锥形量热计实验姓名：学号：实验日期： 2011.3.6实验1 材料燃烧性能的锥形量热计实验本实验的理论依据为:“对于许多有机液体和气体，当其完全燃烧时，消耗单位质量的氧气所释放出的热量是一个常数,为13.1MJ/kgO2 ”。

从而利用此原理，求出不同试件，不同情况下的各个参数，通过对数据结果进行分析，并以表格的形式展现出来，分析对比，得出结论。

本实验测定了不同的木材，分别在3okw/m2,50kw/m2的辐射强度下燃烧的各项参数数据，以及pvc在3okw/m2,50kw/m2的辐射强度下的实验。

一．下面是对木材HRR数据进行整理得出的图表：图表1-1通过图表可以看出，在该热辐射强度的条件下，我们可以发现：1）在相同的条件下，无烤漆柞木的燃烧需要的热量高于其他木材，从表格中可以看出，大概在50s左右的时间，柞木开始放热。

2）每一种木材在燃烧的过程中，并非呈平缓上升或下降的状态，过程中都出现了多个峰值，其中在初期阶段，带烤漆松木热释放速率的峰值最高，HRR曲线较为最为陡峭，无烤漆柞木最低。

3）经过分析可得多次出现峰值的原因：起初因材料的热分解产生气体阻碍了木炭与氧气的接触，因此，开始为分解气体的燃烧，反应逐渐加快，热释放速率不断增加，直至出现第一峰值后热释放速率开始下降，后来因分解产生的气体逐渐减少，开始转变为木炭的的有焰燃烧，固又会出现第二峰值，直至最后木炭燃烧殆尽......图表1-2在辐射强度为30kw/m2的条件下，我们可以看出：1）各木材在初期阶段，热释放速率的上升曲线较为陡峭，在下降阶段较为平缓，且带烤漆松木燃烧所需要的热量较少，其次为无烤漆桦木，带烤漆符合与无烤漆柞木。

2）在该条件的HRR曲线中，带烤漆松木最先达到最高值，且热释放速率皆大于其他木材。

下面是同种材料（以及pvc材料）在不同热辐射强度条件下HRR曲线的对比：图表 2.2.1图表 3.2.2图表 4.2.3图表 5.2.4通过上面几组结果相似的图表，我们可以看出：同种材料，在相同的其他条件下，热辐射强度小的燃烧所需要的时间，热量更多，其热释放速率，峰值都小于辐射强度高的同种材料，燃烧时间大于高辐射强度条件下的材料。

用锥形量热仪研究PS／MH复合材料燃烧性能

Ｍｃｎｄｅｒａｅｔｅｈｅｔｅｅｓａｅ（ＲＲ）。ｔｅｍａｓｌｓａｅ（ＬＲ）ａｄｔｅｍｏＨａｃｅｓｈａｒｌａｅｒｔＨｈｓｏｓｒｔＭｎｈｓｋｅ
ｐｏｕｔｎｒｔＳｒｄｃｉａｅ（ＰＲ）ｏＳＭＨｒｍａｉａｌｏｆＰ／ｄａｔｃｌｙ，ａｃｍｐｎｅｔｃｏｇｒｃｍｂｓｉｎｃｏａｉｄｗｉｍｕｈｌｎｅｏｕｔｈｏ
加．复合材料的燃烧性能参数均明显降低，现出良好的阻燃性和抑烟性。表关键词：聚苯乙烯氢氧化镁燃烧行为锥形量热仪
ＳｕｙｏｉｅｆｒｎｅｏＳＭＨＣｍｐｓｅｙＣｎａｏｉｔｒｔｄｎＦｒＰｒｏｍａｃｆＰ／ｏｏｉｓｂｏｅＣｌｒｍｅｅｅｔ
Ａｂｔａｔｓｒｃ：ＴｈｏｏｉｅｆＰ／ＨｒｒｐｒｄｂｉｅｔｍｅｔｂｅｄｎｆＰＳｒｓｎｅｃｍｐｓｔｓｏＳＭｗｅｅｐｅａｅｙｄｒｃｌｌｎｉｇｏｅｉ
ａｄｍｏｆｅＨ．ＣｏｎａｏｉｅｅｓｅｐｏｙｄｔｎｖｓｉｔｈｅｆｒｅｆｍａｃｈｅｎｄｉｉｄＭｅｃｌｒｍｔｒｗａｍｌｅｏｉｅｔｇａｅｔｉｅｐｒｏｒｎｅｏｆｔ
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阻燃材料学材料阻燃性能测试方法和标准

2020/7/2
第四节释热性的测定
1、NBS烟箱法(光密度法) NBS烟箱法是由美国国家标准局(NBS)(现为国家技术与标准研究院，NITS)开发成功的，故称为NBS烟箱法。它是长期以来被广泛采用的一种小型实验室方法，可测定材料明燃及阴燃两种情况下材料的生烟性，其结果以比光密度表示，如经修正后的最大比光密度Dm及Dm/g，也常将积累烟密度对时间作图，得到材料生烟性曲线(比光密度-时间曲线)。 NBS烟箱法的细节可见ASTM E662及GB-8323，所用设备( 烟密度箱)的结构见图5-13。
2020/7/2
第四节释热性的测定
根据测定原理，可将生烟量测定方法分为两类： ① 光学法，测定烟密度(明燃及阴燃)； ② 质量法，测定烟尘质量。烟量测定可在静态下或动态下进行。还有，测定烟密度时，可在烟生成时立即测定(热烟密度)，也可待生成的烟冷却及稳定后再行测定(冷烟密度)。测定塑料释热速率的锥形量热仪法及OSU量热仪法，用于测定塑料火焰传播速率的隧道法、也可同时测得塑料的生烟性，但其结果是以其他有关烟量的参数表示。
一、隧道法二、辐射板法三、其他方法
2020/7/2
第三节火焰传播速率的测定
火焰传播是指火焰沿材料表面发展。因为火焰传播是一个表面现象，所以决定它的关键因素是在材料表面有可燃性气体产生，或者在材料内部能形成可燃气体但又能逸至材料表面。火焰传播必须将材料表面的温度提高至引燃温度，这种升温是内向前传播的火焰的热流量引起的。因此，材料的引燃也对火焰传播有直接的关系。绝缘材料的表面能更快地被点燃，因面具有更高的火焰传播速率。
2020/7/2
第四节释热性的测定
1-试样 2-火焰 3-空气分布器 4-辐射扳 5-烟检测器

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”。

锥形量热仪试验下点燃和火焰传播分析

锥形量热仪试验是将样品置于锥形加热器下靠辐射加热至样品点燃，然后测量各项燃烧性能参数。

由于其特定的点燃方式，因此它的点燃过程与其它试验不同。

如图1所示，锥形量热仪的加热部分是一个锥形的加热器，点燃火源为电子脉冲打火器。

锥形量热仪燃烧试验下聚合物不断被加热放出裂解气体，电子脉冲打火器不断出现电子火花，当裂解气体达到一定浓度时，在脉冲打火器的电火花下点燃裂解气体。

在锥形量热仪燃烧试验下聚合物的点燃是一个瞬间过程，这种快速发生的过程不容易被观察到。

为此，本研究采用美国产的高速摄像仪（TroubleShooter1000）对样品在锥形量热仪试验条件下表面点燃发生的瞬间过程进行了高速摄影。

高速摄像仪拍摄速度采用500帧/s，捕捉记录了锥形量热仪下聚合物样品点燃的过程。

从图2中HIPS点燃发生过程的高速摄像截图可以看出，聚合物受热后在表面形成了挥发性烟气，当烟气浓度达到一定程度，电子脉冲打火器产生的火花使得烟气形成一个很小的燃点，燃点沿着裂解气在表面逐渐扩展，最后火焰覆盖整个聚合物表面。

在锥形量热仪燃烧试验下点燃发生在样品上方的裂解气体中，然后火焰扩散到聚合物整个表面，这个过程为固体聚合物的气相点燃过程，属于强制点燃[2]。

点燃后聚合物样品在外部热流和火焰辐射热的作用下持续裂解，维持燃烧的进行。

材料在锥形量热仪下点燃时，是材料单一的上表面受热，由于燃烧样品盒的包围，使得点燃时不受材料侧面及棱边的影响，属于在材料的一维方向上点燃，点燃相对比较困难，点燃的时间相对较长。

材料不同，点燃的时间是不同的。

对同一材料来说，点燃受辐射功率的影响，辐射功率越大材料所处的温度场环境温度高，点燃越快。

由于特定的试验要求，锥形量热仪试验下样品燃烧不存在表面火焰的传播。

在锥形量热仪燃烧模式下，聚合物被点燃后，燃烧热分解层不断向材料内部深入扩展，而火焰始终在材料的表面燃烧，火焰的燃烧靠从材料内部不断挥发出来的裂解气体维持，由于样品四周封闭，火焰并不能沿着材料某一方向传播，因此在锥形量热仪燃烧模式下并没有真正的火焰传播，燃烧是一维方向上的燃烧。

聚合物材料的阻燃性能测定与评估

聚合物材料的阻燃性能测定与评估聚合物材料的阻燃性能是指在受到火灾或高温条件下，材料能够有效地抑制火势蔓延的能力。

由于聚合物材料在日常生活和工业领域中的广泛应用，其阻燃性能的测定和评估显得尤为重要。

本文将探讨聚合物材料阻燃性能的测定方法，并介绍几种常用的评估标准。

一、热重分析（Thermogravimetric Analysis，TGA）热重分析是一种常用的测定聚合物材料阻燃性能的方法。

该方法通过在高温环境下对材料进行加热，测定其失重曲线，以确定材料在不同温度下的热稳定性。

在燃烧前，聚合物材料通常会发生热分解，而阻燃材料能够抑制热分解过程并增加材料的热稳定性。

二、限氧指数（Limiting Oxygen Index，LOI）限氧指数是评估聚合物材料阻燃性能的重要指标之一。

该指数用于测量一个混合气体中氧气浓度的最低百分比，能够维持样品的燃烧。

限氧指数数值越高，意味着材料的阻燃性能越好。

通过测定限氧指数，可以对聚合物材料的可燃程度进行评估。

三、热释放速率（Heat Release Rate，HRR）热释放速率是评估聚合物材料阻燃性能的关键参数之一。

热释放速率表示单位时间内材料释放的热量，通常以千瓦为单位。

通过测定热释放速率，可以评估材料在火灾条件下的燃烧特性。

较低的热释放速率意味着材料具有较好的阻燃性能。

四、垂直燃烧测试（Vertical Burning Test，VBT）垂直燃烧测试是一种常用的评估聚合物材料阻燃性能的方法。

该测试将材料垂直放置在火焰中，测定其燃烧速率、燃烧时间和燃烧性能等指标。

通过垂直燃烧测试，可以对材料在真实火灾情况下的燃烧特性进行评估。

五、评估标准在聚合物材料阻燃性能的评估中，常用的标准有UL 94、GB/T2408以及ISO 4589等。

UL 94标准是美国Underwriters Laboratories所制定的阻燃性能评估方法，该标准主要用于测定材料的自熄、垂直和水平燃烧性能。

阻燃材料燃烧测试试验方法

阻燃材料燃烧测试试验方法阻燃材料是能够抑制或者延滞燃烧而自己并不容易燃烧的材料，广泛应用于服装、石油、化工、冶金、造船、消防、国防等领域。

燃烧测试试验的目的在于评定它的燃烧特性，即是否容易着火、着火后是否延燃，以及是否冒烟和释放毒气等。

按照燃烧因素或燃烧特性，阻燃材料的燃烧性试验通常分为着火性试验、燃烧性试验、发热量试验、发烟性试验、释出气体试验和耐火性试验等。

1、分解温度的测定方法塑料的分解温度，一般按照ISO的推荐标准ISO 871-2006（GB/T 4610-2008）所规定的方法来测定。

根据该标准的定义，分解温度是指在规定的试验条件下，材料开始明显分解放出可燃气体的温度，用摄氏度表示。

2、闪点温度、自燃温度的测定方法高聚物材料的闪燃温度（闪点）和自燃温度（自燃点）通常采用美国国家标准ANSI/ASTM D1929 的试验方法来测定，采用的装置是热空气电火炉。

3、氧指数的测定方法“氧指数是指在规定的条件下，试样在氧气和氮气的混合气流中维持稳定燃烧所需要的最低氧气浓度。

”氧指数的测定方法是1966年由美国通用电气公司的Fenimore C.P. 和Martin J.J.首次提出来的，1970年美国材料与试验协会以此为基础制定了第一个有关氧指数测定方法的标准，即ASTM D2863-1970。

由于该方法作为判断材料在空气中与火焰接触时燃烧的难易程度非常有效，并且可以用来给材料的燃烧性能分级，因此得到了世界各国的重视。

许多主要工业国家都制定了相关的标准：日本JIS K7201 英国BS 2782 Part1/144 中国GB/T 2406，为了使各国标能够统一，ISO已提出了相关氧指数测定方法的国际标准ISO 4589。

IEC在IEC332-3中也增补了氧指数法作为该标准的附录部分。

4、阻燃性的试验方法聚合物材料是否阻燃，用阻燃性试验给以评定是广泛采用的手段。

主要有水平燃烧和垂直燃烧两大类。

这方面的标准特别多,比较常见的有：中国GB/T 2408 美国ANSL/UL-94 ASTM D568 ASTM D635 英国BS4735 日本JIS C 6481 国际电工委IEC 707 IEC 92-101 国际标准ISO 1210 ISO 3582 ISO 37955、燃烧热的试验方法材料在燃烧过程中释放出的热量，也是火灾中造成人员伤亡的最重要因素。

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。

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。

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。

建材锥形量热试验

建材锥形量热试验
建材锥形量热试验是一种常用的建材性能测试方法，它可以用来评估建材的燃烧性能和热稳定性。

在建筑工程中，建材的燃烧性能和热稳定性是非常重要的，因为它们直接关系到建筑物的安全性和耐久性。

建材锥形量热试验的原理是将建材样品放置在一个锥形容器中，然后在一定的条件下进行加热，观察建材的燃烧性能和热稳定性。

在试验过程中，可以测量建材的燃烧时间、燃烧温度、热释放速率等参数，从而评估建材的燃烧性能和热稳定性。

建材锥形量热试验的条件包括加热速率、氧气浓度、试验温度等。

这些条件的选择需要根据具体的建材类型和使用环境来确定。

例如，对于建筑保温材料，需要考虑其在高温下的燃烧性能和热稳定性，因此试验温度和加热速率需要相应提高。

建材锥形量热试验的结果可以用来评估建材的燃烧等级和热稳定等级。

根据国际标准，建材的燃烧等级分为A1、A2、B、C、D五个等级，其中A1为最高等级，D为最低等级。

建材的热稳定等级分为T1、T2、T3三个等级，其中T1为最高等级，T3为最低等级。

通过建材锥形量热试验，可以确定建材的燃烧等级和热稳定等级，从而为建筑工程的设计和施工提供重要的参考依据。

建材锥形量热试验是一种重要的建材性能测试方法，它可以用来评
估建材的燃烧性能和热稳定性，为建筑工程的设计和施工提供重要的参考依据。

在建筑工程中，我们应该注重建材的燃烧性能和热稳定性，选择符合要求的建材，确保建筑物的安全性和耐久性。

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。

锥形量热仪对材料释热性能的测试

标准集团（香港）有限公司Standard International Group(HK) Limited标准集团（香港）有限公司锥形量热仪对材料释热性能的测试1、火灾中热释放的危害在火灾发生时，高温烟气是引起烧伤、热窒息、脱水等伤亡的重要原因。

高温烟气对人的影响可分为直接接触影响和热辐射影响。

人的皮肤直接接触温度超过100℃的烟气，在几分钟后就会严重损伤。

气体温度升到147℃时，人能存活的时间已极短。

一般认为，在短时间人的皮肤接触的烟气安全温度范围不宜超过65℃。

若烟气层尚在人的头部高度之上时，人员主要受热辐射的影响。

热辐射强度影响则随距离的增加而衰减。

一般认为，在层高不超过5米的普通建筑中，烟气层的温度达到180℃以上时会对人构成危险。

热烟气及其热辐射也是造成建筑物、其他物体损坏的主要原因。

高温烟气会严重影响材料的性质。

对于大部分木质材料，在温度超过105℃后便开始热分解，250℃左右时便可以被点燃;许多高分子材料的变形和热分解温度比木材更低。

钢筋混凝土材料的机械性能也会严重变坏。

高温烟气及热辐射也是促进火灾不断发展的主要原因。

高温烟气和辐射能促进木材、高聚物等材料的分解，为火灾提供燃料，从而造成更严重的火灾。

因此，控制火灾烟气温度是减少火灾损失的重要方面。

2、锥形量热仪的应用热释放速率是决定材料阻燃性最重要的参数之一。

人们已提出不少测定热释速率的方法，但是，成为常规标准的方法却不多，下面主要介绍已被150和ASTM 订为标准的测定热释放速率的美国俄亥俄州立大学(OSU)功量热计法及锥形量热仪法(CONE)。

锥形量热仪(cone caforimeter ，简称CONE)是近年来在阻燃材料研究领域发明的一种集燃烧释热、失重、发烟及烟气成分研究为一体的先进方法，同时取得材料燃烧时有关热、烟、质量变化及烟气成分等多种重要信息，因而能获得具有很强说服力的结果，并与大型燃烧实验结果之间存在良好的相关性。