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第1章　材料火灾燃烧特性的理论分析1

1.1　绪论1

1.2　辐射加热6

1.2.1　材料的受热模型6

1.2.2　热薄型和热厚型7

1.2.3　热薄型材料受热模型7

1.2.4　热厚型材料受热模型8

1.2.5　特殊受热模型9

1.3　引燃9

1.3.1　引燃模型9

1.3.2　聚合物材料的引燃11

1.3.3　引燃温度与最小质量通量（最小燃烧速率）11

1.4　单位面积上的质量损失速率（？）13

1.4.1　汽化热14

1.4.2　火焰热对流14

1.4.3　火焰热辐射15

1.4.4　燃烧速率的实验数据解释16

1.4.5　火焰熄灭的燃料临界质量通量18

1.4.6　火焰熄灭的外加临界热通量20

1.4.7　临界质量通量的估算21

1.5　火焰传播22

1.5.1　逆风传播速度23

1.5.2　逆风传播所需条件24

1.5.3　火焰顺风或竖向传播特征27

1.5.4　竖向壁面火焰长度28

1.5.5　竖向火焰传播28

1.5.6　竖向火焰传播的必要条件30

1.6　可燃性与热通量34

1.6.1　燃烧质量通量35

1.6.2　热释放速率36

1.6.3　引燃36

1.6.4　火焰传播37

1.6.5　燃烧特性图40

参考文献42

第2章　材料小尺寸火灾试验44

2.1　材料燃烧特性试验方法概述44

2.1.1　微观热分析技术45

2.1.2　工业试验标准45

2.1.3　性能化对火反应实验方法46

2.2　CONE试验原理及方法48

2.2.1 CONE试验原理48

2.2.2 CONE的主要结构及功能53

2.2.3　CONE试验的方法59

2.2.4　CONE试验参数及意义61

2.2.5　FTT Dual CONE试验步骤及数据处理63

2.3　CONE试验结果的误差分析67

2.3.1　误差分析方法67

2.3.2　CONE试验数据的误差分析69

2.4　基于CONE试验数据的材料火灾危险评价77

2.4.1　聚合物材料燃烧特性指数77

2.4.2　聚合物材料火灾危险分析78

2.4.3　聚合物材料火灾危险评价78

参考文献83

第3章　常用塑料火灾燃烧性能CONE试验85

3.1　聚氯乙烯塑料85

3.1.1　概述85

3.1.2　样品选择与试样制备85

3.1.3　测试条件85

3.1.4　CONE试验数据85

3.1.5　聚氯乙烯塑料的阻燃处理86

3.2　聚乙烯塑料91

3.2.1　概述91

3.2.2　样品选择与试样制备92

3.2.3　试验方法和过程92

3.2.4　CONE试验数据92

3.2.5　聚乙烯塑料的阻燃处理92

3.3　聚丙烯塑料105

3.3.1　概述105

3.3.2　样品选择与试样制备105

3.3.3　测试条件105

3.3.4　CONE试验数据105

3.3.5　聚丙烯塑料的阻燃处理106

3.4　聚苯乙烯塑料119

3.4.1　概述119

3.4.2　样品选择与试样制备119

3.4.3　测试条件119

3.4.4　CONE试验数据119

3.4.5　聚苯乙烯塑料的阻燃处理120

3.5　ABS塑料136

3.5.1　概述136

3.5.2　样品选择与试样制备137

3.5.3　测试条件137

3.5.4　CONE试验数据137

3.5.5　ABS塑料的阻燃处理140

3.6　聚酰胺塑料162

3.6.1　概述162

3.6.2　样品选择与试样制备162

3.6.3　测试条件162

3.6.4　CONE试验数据162

3.6.5　聚酰胺塑料的阻燃处理164

3.7 聚酯塑料166

3.7.1　概述166

3.7.2　样品选择与试样制备166

3.7.3　测试条件166

3.7.4　CONE试验数据166

3.7.5　聚酯塑料的阻燃处理166

参考文献171

第4章　聚合物纳米复合材料燃烧性能CONE试验175

4.1　概述175

4.2　聚合物黏土纳米复合材料176

4.2.1　尼龙6／黏土纳米复合材料176

4.2.2　聚丙烯／黏土纳米复合材料182

4.2.3　聚苯乙烯／黏土纳米复合材料183

4.2.4　聚乙烯／黏土纳米复合材料185

4.2.5　环氧树脂／黏土纳米复合材料189

4.3　聚合物／碳纳米管复合材料191

4.3.1　PMMA／单壁碳纳米管（SWNT）复合材料192

4.3.2　尼龙6／多壁碳纳米管（MWNT）复合材料194

参考文献197

第5章　塑料建材及制品火灾燃烧性能CONE试验199

5.1　单面覆铝PVC顶棚材料199

5.1.1　PVC顶棚材料样品及试验方法199

5.1.2　热释放速率及其峰值200

5.1.3　发烟量与烟气的毒性200

5.1.4　质量损失速率201

5.1.5　有效燃烧热202

5.1.6　引燃时间202

5.1.7　试样潜在的火灾危险203

5.2　双面铝塑板204

5.2.1　铝塑板样品及试验方法204

5.2.2　引燃时间205

5.2.3　热释放速率206

5.2.4 比消光面积（SEA）和产烟速率（SPR）206

5.2.5　CO的产率及其生成速率208

5.2.6　试样潜在的火灾危险208

5.3　塑料壁纸208

5.3.1　壁纸样品及试验方法209

5.3.2　CONE试验结果与讨论209

5.3.3　两种不同型号PVC壁纸燃烧性能的比较211

5.4　地板革215

5.4.1　样品的选择与试验方法216

5.4.2　引燃时间216

5.4.3　热释放速率216

5.4.4　质量损失速率217

5.4.5　总热释放量217

5.4.6　比消光面积217

5.4.7　CO产率217

5.4.8　试样潜在的火灾危险218

5.5　化纤地毯218

5.5.1　样品选择及实验方法218

5.5.2　化纤地毯样品的CONE实验结果219

5.5.3　实验结果分析220

5.5.4　试样潜在的火灾危险221

5.6　典型包装材料222

5.6.1　样品的制备223

5.6.2　实验条件及试样的基本参数223

5.6.3　试样火灾燃烧性能分析224

5.6.4　试样潜在的火灾危险227

5.7　VCD及其包装制品227

5.7.1　试验样品228

5.7.2　试验结果及分析228

5.7.3　试样潜在的火灾危险237

参考文献238

第6章 电线电缆火灾燃烧性能CONE试验239

6.1 电线电缆的火灾危险及预防239

6.1.1　火灾危险239

6.1.2　火灾预防240

6.2　电线电缆火灾燃烧性能试验方法241

6.2.1　阻燃性能试验241

6.2.2　耐火性能试验242

6.2.3　氧指数测定242

6.2.4　热释放速率测量242

6.2.5　烟密度测定242

6.2.6　气体的腐蚀性和毒性测定242

6.3　普通PVC电缆火灾燃烧性能CONE试验243

6.3.1 引燃特性243

6.3.2　热释放速率及总热释放245

6.3.3 比消光面积与产烟速率246

6.3.4　质量损失速率247

6.3.5　CO产率248

6.3.6　潜在火灾危险评价248

6.4　阻燃剂对PVC电缆燃烧性能的影响249

6.4.1 普通PVC护套原料与阻燃PVC护套原料燃烧性能的对比249

6.4.2　普通PVC电缆与阻燃PVC电缆燃烧性能的对比250

参考文献252

第7章　聚合物复合防火涂覆材料防火性能试验254

7.1　防火涂料概述254

7.1.1　防火涂料的分类254

7.1.2　防火涂料的组成255

7.1.3　防火涂料的防火（阻燃）原理257

7.1.4　防火涂料的制备258

7.2　膨胀型防火涂料258

7.2.1 P-C-N或P-C-N-Cl膨胀阻燃体系组成259

7.2.2　利用CONE研究防火涂料配方260

7.2.3　膨胀型防火涂料的燃烧性能266

7.2.4　与热分析结果进行对比分析271

7.3　可膨胀石墨防火涂料276

7.3.1　实验原材料与用量276

7.3.2　涂料制备方法276

7.3.3　样品制备277

7.3.4　测试仪器及方法标准277

7.3.5　可膨胀石墨防火涂料燃烧性能277

7.3.6　研究阻燃机理280

7.4　利用CONE确定轰燃发生时间283

参考文献285

第8章　锥形量热仪试验与火灾燃烧模拟287

8.1　全尺寸热释放的测量287

8.1.1　Monstanto室内量热仪287

8.1.2　ASTM室内火灾测试288

8.1.3　NORDTEST/ISO室内火灾测试289

8.1.4　其他室内火灾测试289

8.1.5　全尺寸、露天量热仪290

8.1.6　NBS家具量热器290

8.1.7 NORDTEST家具量热仪291

8.1.8　FRS自然对流家具量热仪291

8.1.9　Underwites实验室家具量热仪292

8.1.10　FMRC火灾产物收集器292

8.1.11　SP火灾产物收集器292

8.2　室内火灾模型292

8.2.1　火灾数学模型的分类293

8.2.2　确定性区域火灾模型回顾294

8.2.3　轰燃全面发展阶段区域火灾模型296

8.2.4　轰燃前区域燃烧模型305

8.2.5　场模型318

8.3　室内火灾模型举例320

8.3.1　室内火灾场景和实验背景320

8.3.2　主要的模型结构321

8.3.3　实验室规模试验输出量323

8.3.4　数学模拟计算机程序中的子模型324

8.4 利用修改的CONE的标准程序确定单—垂直方向材料火焰向上传播速度329

8.4.1　向上火焰传播模型329

8.4.2　实验工作331

8.4.3　实验结果333

8.5　合成材料火焰向上蔓延研究335

8.5.1　热物理过程335

8.5.2　Cleary和Quintiere模型336

8.5.3　Mitler模型336

8.5.4　Brehob和Kulkarni模型336

8.5.5　模型在合成材料中的应用337

8.5.6　实验研究337

8.5.7　结果与讨论338

参考文献345