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EPS保温材料在氮气中的热解特性研究(3)

时间:2021-02-28 21:15来源:毕业论文
B、火焰高度高,在建筑保温材料中应用最为广泛的聚苯板和挤塑板,其相关标准中施工工艺是板背面局部粘结到墙面上的,这样在墙体与板之间存在空气

B、火焰高度高,在建筑保温材料中应用最为广泛的聚苯板和挤塑板,其相关标准中施工工艺是板背面局部粘结到墙面上的,这样在墙体与板之间存在空气通道,在局部失火时,空气通道相当于烟窗或拔火筒的作用,使火迅速蔓延到整个楼房的全部和整个楼房的高度。

C、释放大量有毒有害黑色浓烟,目前市场上绝大多数绝热保温材料选用均为有机发泡可燃材料,如EPS、XPS等,其中含有大量的不饱基(—N=C=O),属于化学反应性极高的化合物,当与外来热源接触后,由于热量不易散发,温度会迅速升高,一旦达到材料的分解温度时,有机保温材料就会发生分解反应或降解反应,产生大量可燃气体,而产生的可燃气体与空气中的氧气发生化学反应,引起燃烧,并引燃周围其它可燃保温材料,由于大多数的保温材料在生产加工中加入各种助剂,包括阻燃剂,发泡剂等,绝热保温材料的燃烧大多数为不完全燃烧,从而产生大量烟气,而烟气中的CO、CO2、HCN、HCNO等有毒有害气体又是导致人员伤亡的主要原因。

(2)有机保温材料火灾危害

近几年来国内发生的几起恶性特大建筑火灾中的死亡事故均与可燃有机保温材料密切相关。2009年2月9日“央视”北配楼特大火灾事件,火灾过火面积约10余万m2,造成文化中心外立面严重损坏,大楼西、南、东侧外墙装修材料过火,楼内十几层的中庭坍塌,即将投入使用的各种设备遭受严重损坏,其主要原因是外立面保温材料被烟花引燃,可燃物熔融燃烧后向下流淌,形成了火势由上向下、由外向内蔓延的特殊燃烧现象。2010年11月15日,上海余姚路胶州路一栋高层公寓发生特大火灾,致58人遇难,造成的经济损失接近5亿,事故现场违规使用大量聚氨酯泡沫等易燃材料,是导致大火迅速蔓延的重要原因。

聚合物热解过程 

EPS作为热塑性塑料中的一种,要研究其燃烧就需要对聚合物材料的热解有所了解。如图1-3所示聚合物在外部热源作用下被加热时,首先外部热源的热流经过聚合物外部环境和介质的作用(如辐射吸收)后,以一定的热通量作用到聚合物表面,再经过聚合物表面的反辐射等作用后,以最终的净热通量作用搭配聚合物表面,这部分热能就是实际作用到聚合物表面上的热能量。随着表面温度的升高,由表及里在固体内部形成温度梯度,温度的分布随时间用在变化。受热后固体内部各部分分子运动不同程度的加速,高于玻璃化温度时,聚合物开始软化,继续加热聚合物结晶区会发生熔融产生相变,聚合物的物理形态、性质会发生一定程度的变化。在这个阶段,热塑性聚合物一般会出现软化、熔融行为,有些还会出现膨胀或收缩现象;有些热固性聚合物也会出现膨胀或收缩等行为。这些行为变化由外部加热引起而且反过来影响内部传递过程,进而影响随后的分解、点燃和燃烧过程。这些热行为可能导致密度的变化、体积的变化以及晶区的相变化,这些都会影响热传递过程,影响内部温度场。

    应该注意,在这一阶段聚合物的物理变化也有可能直接影响实际的火灾过程,比如,聚合物的熔融行为就有影响。当聚合物熔融温度远低于其分解温度时,就可能在加热时发生熔流或熔滴。这种行为非常复杂,但就材料的火灾安全性而言,它可能是有利的,也可能是不利的。在某些构型条件下,熔融是材料流向远离火源的方向,避免了被点燃或者扩大火灾发展;但在但在另外一种些情况下,熔融流体也可能流向火源方向而引发更大的火灾。

   在加热的早期阶段,对聚合物而言,总体上还是物理变化过程,如软化、熔融现象,有些化学反应引起的膨胀行为也常常是由小分子配合剂的分解造成的。对火灾演变过程而言,这一阶段主要是由传热过程控制。换言之,这一阶段进行的快慢、发展的程度主要取决于传热的过程。 EPS保温材料在氮气中的热解特性研究(3):http://www.youerw.com/huaxue/lunwen_70473.html

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