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锥形量热仪研究阻燃材料的性能

2020.4.28

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。由于阻燃材料在火灾中的燃烧行为非常复杂,传统的测试方法(氧指数法、垂直燃烧法、水平燃烧法)虽然具有操作简单、快速、重复性好等特点,但普遍存在测试参数单一,测试结果不能定量化等缺点,难以与材料在真实火情中的燃烧行为相关联,有时对同一种材料的评估,采用不同的实验方法得到相互矛盾的结果。

锥形量热仪法由于具有参数测定值受外界影响小,与大型试验结果相关性好等优点,对材料阻燃效果的评价更真实。同时对材料阻燃机理的分析和研究也有极大的帮助。

2.1研究阻燃机理

利用锥形量热仪测得的参数(如CO、CO2的生成量、有效燃烧热、释热速率等),将经阻燃与未经阻燃处理的聚合物进行对比,得出的分析结果对研究阻燃机理有很大帮助。

2.2为材料燃烧危险等级划分

MarceloM.Hirschler利用锥形量热仪系统研究了35种商用塑料的燃烧性,对其危险性进行分类。该评价标准在商品交换中可作为材料燃烧危险性大小的等级参数,在实验室研究中,可为材料选择提供依据,也可为消防安全设计、消防审核、技术监督等工作提供指导。

2.3研究和评价烟和毒气的释放

火灾发生时,对人们生命威胁最大的因素是烟毒的释放。应用锥形量热仪不仅可以测试烟释放参数,还可以应用气体分析设备,例如气体分析仪与FTIR等,分析燃烧产物中CO、HCI与HCN等毒气。锥形量热仪可快速对某种阻燃剂的发烟性能作出评价,也是研究发烟模式、成烟机理、阻燃效率的重要手段。

锥形量热仪未来的发展方向.png

2.4评价产品和材料的燃烧性和阻燃性

综合HRR、pkHRR、THE以及TTI等燃烧性能参数,可以判断材料潜在的火灾危险性。Hirscher与Shakir将电缆在不同热辐射流量条件下应用锥形量热仪试验得到的pkHRR与大型电缆通道试验结果即炭化长度进行相关,得到比较好的相关性。Wichstron和Goransson等应用比值TTI/pkHRR评价材料潜在的轰燃性,比较好地说明了材料潜在的火灾危险性。Petrella提出结合比值pkHRR/TTI与THE可以更加全面地评价材料潜在的火灾危险性。因为,HRR与TTI取决于外部热辐射流量、通风速度与破坏程度,而THE与材料内部能量有关,独立于环境因素。


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