本文關(guān)鍵詞：典型熱塑性材料逆流火蔓延及燃燒毒性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著科技的進步和材料學(xué)的發(fā)展,熱塑性材料以其加工方便、質(zhì)輕、耐腐蝕性等優(yōu)勢被廣泛應(yīng)用于日常生活及生產(chǎn)中,但是熱塑性材料在火災(zāi)中易發(fā)生熔融流動燃燒,加速火災(zāi)的蔓延,同時會產(chǎn)生大量有毒有害產(chǎn)物,不僅會危及人們的人身,財產(chǎn)安全和社會穩(wěn)定,對消防救援也會造成妨礙和威脅。而現(xiàn)階段的火災(zāi)特性的研究大都集中于熱固性材料,關(guān)于熱塑性材料的火災(zāi)行為的研究還不夠全面。開展熱塑性材料的火災(zāi)危險性研究,尤其是火蔓延和毒性研究對于全面認(rèn)識并掌握熱塑性材料的燃燒特性,預(yù)防火災(zāi)事故的蔓延擴大及選擇應(yīng)用低毒低害材料具有重要的理論指導(dǎo)意義。本文開展了一系列實驗,研究了不同尺寸因素影響下的熱塑性材料的火蔓延行為,以及不同燃燒環(huán)境影響下的熱塑性材料燃燒毒性,并利用層次分析法對熱塑性材料逆流火蔓延行為的危險性進行了綜合評價。本文針對典型的熱塑性材料聚丙烯(PP)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)開展了一系列的逆流火蔓延實驗研究,分析了不同寬度和厚度試樣的火蔓延特性,對火焰高度、火蔓延速率等參數(shù)進行了規(guī)律分析,并結(jié)合傳熱理論闡述分析了不同尺寸下的火蔓延速率的規(guī)律,對火災(zāi)中熱塑性材料火蔓延涉及的無歸斷裂和解聚反應(yīng)的熱解機理進行了闡釋。受試樣尺寸和流動性的綜合影響,PP和PMMA的火蔓延速率等參數(shù)的變化規(guī)律是不同的。熱塑性材料燃燒產(chǎn)物的毒性作用是造成傷亡的最主要的因素,本文利用穩(wěn)態(tài)管式爐steady-state tube furnace (SSTF)對聚丙烯(PP),聚乙烯(PE),聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)在三種有焰燃燒條件下的O2消耗量和燃燒產(chǎn)物CO,CO2的生成量進行了研究分析,并運用FED(有效劑量分?jǐn)?shù))模型對燃燒產(chǎn)物毒性進行了評價,結(jié)果發(fā)現(xiàn)燃燒毒性最大的是封閉區(qū)域的有焰燃燒的燃燒條件。在此基礎(chǔ)上得到了燃空比和溫度對于燃燒產(chǎn)物CO,CO2的影響,結(jié)果表明,燃空比增加,溫度的降低,三種試樣燃燒的CO生成量均會增多,CO2的生成量則會減小。最后,基于層次分析法的基本原理,應(yīng)用PP和PMMA逆流火蔓延的實驗數(shù)據(jù),本文選取了火焰高度、火蔓延速率和CO生成速率為基本評價指標(biāo)參數(shù),建立了綜合評價模型,對PP和PMMA逆流火蔓延的火災(zāi)危險性進行了單項指標(biāo)評價和綜合評價。評價結(jié)果顯示對于相同寬度和厚度的PP和PMMA,PP由于具有熔融流動燃燒的特性,火災(zāi)危險性大于PMMA。評價結(jié)果對于完善熱塑性材料的燃燒性能數(shù)據(jù)具有重要的作用。
【關(guān)鍵詞】：熱塑性材料 逆流火蔓延 燃燒毒性 綜合評價 層次分析法
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ325;X932
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 研究背景10-11
• 1.1.1 聚合物材料的分類10
• 1.1.2 熱塑性材料的火災(zāi)危險性10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 熱塑性材料火蔓延研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 熱塑性材料燃燒毒性研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3 研究目標(biāo)15
• 1.4 研究思路與本文章節(jié)安排15-18
• 第2章 熱塑性材料逆流火蔓延及毒性研究基本理論18-26
• 2.1 引言18
• 2.2 熱塑性材料逆流火蔓延分析18-20
• 2.2.1 火蔓延行為的表征參數(shù)18-19
• 2.2.2 逆流火蔓延過程分析19-20
• 2.3 熱塑性材料燃燒毒性研究20-24
• 2.3.1 材料的燃燒產(chǎn)物及毒性20-21
• 2.3.2 燃燒場景的劃分21-22
• 2.3.3 材料燃燒毒性的研究方法22-24
• 2.4 小結(jié)24-26
• 第3章 典型熱塑性材料逆流火蔓延特性研究26-42
• 3.1 引言26
• 3.2 實驗裝置及方法26-27
• 3.3 實驗結(jié)果及分析27-40
• 3.3.1 熱塑性材料的火蔓延方式27-31
• 3.3.2 材料寬度對熱塑性材料逆流火蔓延的影響31-38
• 3.3.3 材料厚度對熱塑性材料逆流火蔓延的影響38-40
• 3.4 小結(jié)40-42
• 第4章 典型熱塑性材料燃燒毒性特性分析42-54
• 4.1 引言42
• 4.2 實驗裝置及方法42-44
• 4.2.1 實驗裝置組成42-43
• 4.2.2 實驗原理及方法43-44
• 4.3 實驗結(jié)果與分析44-52
• 4.3.1 不同燃燒場景的燃燒產(chǎn)物毒性44-49
• 4.3.2 溫度和燃空比對燃燒毒性的影響49-52
• 4.4 小結(jié)52-54
• 第5章 基于火蔓延實驗的熱塑性材料火災(zāi)危險性評價54-64
• 5.1 引言54-55
• 5.1.1 層次分析法基本原理54
• 5.1.2 層次分析法的基本步驟54-55
• 5.2 熱塑性材料火災(zāi)危險性評價55-61
• 5.2.1 火災(zāi)危險性評價模型的建立55-58
• 5.2.2 單項指標(biāo)評價58-60
• 5.2.3 綜合評價60-61
• 5.3 小結(jié)61-64
• 第6章 全文總結(jié)及進一步工作展望64-68
• 6.1 全文總結(jié)64-65
• 6.2 進一步工作展望65-68
• 參考文獻(xiàn)68-74
• 致謝74-76
• 攻讀碩士期間科研成果76

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