聚合物材料火灾燃烧性能评价——锥形量热仪试验方法

第1章材料火灾燃烧特性的理论分析

1.1绪论

1.2辐射加热

1.2.1材料的受热模型

1.2.2热薄型和热厚型

1.2.3热薄型材料受热模型

1.2.4热厚型材料受热模型

1.2.5特殊受热模型

1.3引燃

1.3.1引燃模型

1.3.2聚合物材料的引燃

1.3.3引燃温度与最小质量通量（最小燃烧速率）

1.4单位面积上的质量损失速率（m·F″）

1.4.1汽化热

1.4.2火焰热对流

1.4.3火焰热辐射

1.4.4燃烧速率的实验数据解释

1.4.5火焰熄灭的燃料临界质量通量

1.4.6火焰熄灭的外加临界热通量

1.4.7临界质量通量的估算

1.5火焰传播

1.5.1逆风传播速度

1.5.2逆风传播所需条件

1.5.3火焰顺风或竖向传播特征

1.5.4竖向壁面火焰长度

1.5.5竖向火焰传播

1.5.6竖向火焰传播的必要条件

1.6可燃性与热通量

1.6.1燃烧质量通量

1.6.2热释放速率

1.6.3引燃

1.6.4火焰传播

1.6.5燃烧特性图

参考文献

第2章材料小尺寸火灾试验

2.1材料燃烧特性试验方法概述

2.1.1微观热分析技术

2.1.2工业试验标准

2.1.3性能化对火反应实验方法

2.2CONE试验原理及方法

2.2.1CONE试验原理

2.2.2CONE的主要结构及功能

2.2.3CONE试验的方法

2.2.4CONE试验参数及意义

2.2.5FTT Dual CONE试验步骤及数据处理

2.3CONE试验结果的误差分析

2.3.1误差分析方法

2.3.2CONE试验数据的误差分析

2.4基于CONE试验数据的材料火灾危险评价

2.4.1聚合物材料燃烧特性指数

2.4.2聚合物材料火灾危险分析

2.4.3聚合物材料火灾危险评价

参考文献

第3章常用塑料火灾燃烧性能CONE试验

3.1聚氯乙烯塑料

3.1.1概述

3.1.2样品选择与试样制备

3.1.3测试条件

3.1.4CONE试验数据

3.1.5聚氯乙烯塑料的阻燃处理

3.2聚乙烯塑料

3.2.1概述

3.2.2样品选择与试样制备

3.2.3试验方法和过程

3.2.4CONE试验数据

3.2.5聚乙烯塑料的阻燃处理

3.3聚丙烯塑料

3.3.1概述

3.3.2样品选择与试样制备

3.3.3测试条件

3.3.4CONE试验数据

3.3.5聚丙烯塑料的阻燃处理

3.4聚苯乙烯塑料

3.4.1概述

3.4.2样品选择与试样制备

3.4.3测试条件

3.4.4CONE试验数据

3.4.5聚苯乙烯塑料的阻燃处理

3.5ABS塑料

3.5.1概述

3.5.2样品选择与试样制备

3.5.3测试条件

3.5.4CONE试验数据

3.5.5ABS塑料的阻燃处理

3.6聚酰胺塑料

3.6.1概述

3.6.2样品选择与试样制备

3.6.3测试条件

3.6.4CONE试验数据

3.6.5聚酰胺塑料的阻燃处理

3.7聚酯塑料

3.7.1概述

3.7.2样品选择与试样制备

3.7.3测试条件

3.7.4CONE试验数据

3.7.5聚酯塑料的阻燃处理

参考文献

第4章聚合物纳米复合材料燃烧性能CONE试验

4.1概述

4.2聚合物黏土纳米复合材料

4.2.1尼龙6/黏土纳米复合材料

4.2.2聚丙烯/黏土纳米复合材料

4.2.3聚苯乙烯/黏土纳米复合材料

4.2.4聚乙烯/黏土纳米复合材料

4.2.5环氧树脂/黏土纳米复合材料

4.3聚合物/碳纳米管复合材料

4.3.1PMMA/单壁碳纳米管（SWNT）复合材料

4.3.2尼龙6/多壁碳纳米管（MWNT）复合材料

参考文献

第5章塑料建材及制品火灾燃烧性能CONE试验

5.1单面覆铝PVC顶棚材料

5.1.1PVC顶棚材料样品及试验方法

5.1.2热释放速率及其峰值

5.1.3发烟量与烟气的毒性

5.1.4质量损失速率

5.1.5有效燃烧热

5.1.6引燃时间

5.1.7试样潜在的火灾危险

5.2双面铝塑板

5.2.1铝塑板样品及试验方法

5.2.2引燃时间

5.2.3热释放速率

5.2.4比消光面积（SEA）和产烟速率（SPR）

5.2.5CO的产率及其生成速率

5.2.6试样潜在的火灾危险

5.3塑料壁纸

5.3.1壁纸样品及试验方法

5.3.2CONE试验结果与讨论

5.3.3两种不同型号PVC壁纸燃烧性能的比较

5.4地板革

5.4.1样品的选择与试验方法

5.4.2引燃时间

5.4.3热释放速率

5.4.4质量损失速率

5.4.5总热释放量

5.4.6比消光面积

5.4.7CO产率

5.4.8试样潜在的火灾危险

5.5化纤地毯

5.5.1样品选择及实验方法

5.5.2化纤地毯样品的CONE实验结果

5.5.3实验结果分析

5.5.4试样潜在的火灾危险

5.6典型包装材料

5.6.1样品的制备

5.6.2实验条件及试样的基本参数

5.6.3试样火灾燃烧性能分析

5.6.4试样潜在的火灾危险

5.7VCD及其包装制品

5.7.1试验样品

5.7.2试验结果及分析

5.7.3试样潜在的火灾危险

参考文献

第6章电线电缆火灾燃烧性能CONE试验

6.1电线电缆的火灾危险及预防

6.1.1火灾危险

6.1.2火灾预防

6.2电线电缆火灾燃烧性能试验方法

6.2.1阻燃性能试验

6.2.2耐火性能试验

6.2.3氧指数测定

6.2.4热释放速率测量

6.2.5烟密度测定

6.2.6气体的腐蚀性和毒性测定

6.3普通PVC电缆火灾燃烧性能CONE试验

6.3.1引燃特性

6.3.2热释放速率及总热释放

6.3.3比消光面积与产烟速率

6.3.4质量损失速率

6.3.5CO产率

6.3.6潜在火灾危险评价

6.4阻燃剂对PVC电缆燃烧性能的影响

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

6.4.2普通PVC电缆与阻燃PVC电缆燃烧性能的对比

参考文献

第7章聚合物复合防火涂覆材料防火性能试验

7.1防火涂料概述

7.1.1防火涂料的分类

7.1.2防火涂料的组成

7.1.3防火涂料的防火（阻燃）原理

7.1.4防火涂料的制备

7.2膨胀型防火涂料

7.2.1PCN或PCNCl膨胀阻燃体系组成

7.2.2利用CONE研究防火涂料配方

7.2.3膨胀型防火涂料的燃烧性能

7.2.4与热分析结果进行对比分析

7.3可膨胀石墨防火涂料

7.3.1实验原材料与用量

7.3.2涂料制备方法

7.3.3样品制备

7.3.4测试仪器及方法标准

7.3.5可膨胀石墨防火涂料燃烧性能

7.3.6研究阻燃机理

7.4利用CONE确定轰燃发生时间

参考文献

第8章锥形量热仪试验与火灾燃烧模拟

8.1全尺寸热释放的测量

8.1.1Monstanto室内量热仪

8.1.2ASTM室内火灾测试

8.1.3NORDTEST/ISO室内火灾测试

8.1.4其他室内火灾测试

8.1.5全尺寸、露天量热仪

8.1.6NBS家具量热器

8.1.7NORDTEST家具量热仪

8.1.8FRS自然对流家具量热仪

8.1.9Underwites实验室家具量热仪

8.1.10FMRC火灾产物收集器

8.1.11SP火灾产物收集器

8.2室内火灾模型

8.2.1火灾数学模型的分类

8.2.2确定性区域火灾模型回顾

8.2.3轰燃全面发展阶段区域火灾模型

8.2.4轰燃前区域燃烧模型

8.2.5场模型

8.3室内火灾模型举例

8.3.1室内火灾场景和实验背景

8.3.2主要的模型结构

8.3.3实验室规模试验输出量

8.3.4数学模拟计算机程序中的子模型

8.4利用修改的CONE的标准程序确定单一垂直方向材料

火焰向上传播速度

8.4.1向上火焰传播模型

8.4.2实验工作

8.4.3实验结果

8.5合成材料火焰向上蔓延研究

8.5.1热物理过程

8.5.2Cleary和Quintiere模型

8.5.3Mitler模型

8.5.4Brehob和 Kulkarni模型

8.5.5模型在合成材料中的应用

8.5.6实验研究

8.5.7结果与讨论

参考文献 2100433B

本书在阐述聚合物材料火灾燃烧性能的理论和锥形量热仪试验原理、方法的基础上，重点论述了各种聚合物材料的燃烧性能、火灾危险、阻燃机理和阻燃设计，以及以锥形量热仪试验为基础的火灾模拟的原理、方法和进展。全书共8章，比较全面地反映了当前国内外及

作者以锥形量热仪试验为基础的有关聚合物材料火灾燃烧性能评价、阻燃机理、阻燃设计和火灾模拟研究的最新成果及进展。本书内容注重了前沿性、实用性与原创性的统一。

本书适合于火灾科学、消防工程、阻燃聚合物材料、阻燃剂等领域的研究人员、大专院校师生、相关工程技术人员以及消防安全管理人员参阅。

本书在阐述聚合物材料火灾燃烧性能的理论和锥形量热仪试验原理、方法的基础上，重点论述了各种聚合物材料的燃烧性能、火灾危险、阻燃机理和阻燃设计，以及以锥形量热仪试验为基础的火灾模拟的原理、方法和进展。全书共8章，比较全面地反映了当前国内外及作者以锥形量热仪试验为基础的有关聚合物材料火灾燃烧性能评价、阻燃机理、阻燃设计和火灾模拟研究的最新成果及进展。本书内容注重了前沿性、实用性与原创性的统一。

本书适合于火灾科学、消防工程、阻燃聚合物材料、阻燃剂等领域的研究人员、大专院校师生、相关工程技术人员以及消防安全管理人员参阅。

第1章 材料火灾燃烧特性的理论分析

1.1 绪论

1.2 辐射加热

1.2.1 材料的受热模型

1.2.2 热薄型和热厚型

1.2.3 热薄型材料受热模型

1.2.4 热厚型材料受热模型

1.2.5 特殊受热模型

1.3 引燃

1.3.1 引燃模型

1.3.2 聚合物材料的引燃

1.3.3 引燃温度与*小质量通量(*小燃烧速率)

1.4 单位面积上的质量损失速率(mF″)

1.4.1 汽化热

1.4.2 火焰热对流

1.4.3 火焰热辐射

1.4.4 燃烧速率的实验数据解释

1.4.5 火焰熄灭的燃料f临界质量通量

1.4.6 火焰熄灭的外加临界热通量

1.4.7 临界质量通量的估算

1.5 火焰传播

1.5.1 逆风传播速度

1.5.2 逆风传播所需条件

1.5.3 火焰顺风或竖向传播特征

1.5.4 竖向壁面火焰长度

1.5.5 竖向火焰传播

1.5.6 竖向火焰传播的必要条件

1.6 可燃性与热通量

1.6.1 燃烧质量通量

1.6.2 热释放速率

1.6.3 引燃

1.6.4 火焰传播

1.6.5 燃烧特性图

参考文献

第2章 材料小尺寸火灾试验

2.1 材料燃烧特性试验方法概述

2.1.1 微观热分析技术

2.1.2 工业试验标准

2.1.3 性能化对火反应实验方法

2.2 CONE试验原理及方法

2.2.1 CONE试验原理

2.2.2 CONE的主要结构及功能

2.2.3 CONE试验的方法

2.2.4 CONE试验参数及意义

2.2.5 FTT Dual CONE试验步骤及数据处理

2.3 CONE试验结果的误差分析

2.3.1 误差分析方法

2.3.2 CONE试验数据的误差分析

2.4 基于CONE试验数据的材料火灾危险评价

2.4.1 聚合物材料燃烧特性指数

2.4.2 聚合物材料火灾危险分析

2.4.3 聚合物材料火灾危险评价

参考文献

第3章 常用塑料火灾燃烧性能CONE试验

3.1 聚氯乙烯塑料

3.1.1 概述

3.1.2 样品选择与试样制备

3.1.3 测试条件

3.1.4 CONE试验数据

3.1.5 聚氯乙烯塑料的阻燃处理

3.2 聚乙烯塑料

3.2.1 概述

3.2.2 样品选择与试样制备

3.2.3 试验方法和过程

3.2.4 CONE试验数据

3.2.5 聚乙烯塑料的阻燃处理

3.3 聚丙烯塑料

3.3.1 概述

3.3.2 样品选择与试样制备

3.3.3 测试条件

3.3.4 CONE试验数据

3.3.5 聚丙烯塑料的阻燃处理

3.4 聚苯乙烯塑料

3.4.1 概述

3.4.2 样品选择与试样制备

3.4.3 测试条件

3.4.4 CONE试验数据

3.4.5 聚苯乙烯塑料的阻燃处理

3.5 ABS塑料

3.5.1 概述

3.5.2 样品选择与试样制备

3.5.3 测试条件

3.5.4 CONE试验数据

3.5.5 ABS塑料的阻燃处理

3.6 聚酰胺塑料

3.6.1 概述

3.6.2 样品选择与试样制备

3.6.3 测试条件

3.6.4 CONE试验数据

3.6.5 聚酰胺塑料的阻燃处理

3.7 聚酯塑料

3.7.1 概述

3.7.2 样品选择与试样制备

3.7.3 测试条件

3.7.4 CONE试验数据

3.7.5 聚酯塑料的阻燃处理

参考文献

第4章 聚合物纳米复合材料燃烧性能CONE试验

4.1 概述

4.2 聚合物黏土纳米复合材料

4.2.1 尼龙6/黏土纳米复合材料

4.2.2 聚丙烯/黏土纳米复合材料

4.2.3 聚苯乙烯/黏土纳米复合材料

4.2.4 聚乙烯/黏土纳米复合材料

4.2.5 环氧树脂/黏土纳米复合材料

4.3 聚合物/碳纳米管复合材料

4.3.1 PMMA/单壁碳纳米管(SWNT)复合材料

4.3.2 尼龙6/多壁碳纳米管(MWNT)复合材料

参考文献

第5章 塑料建材及制品火灾燃烧性能CONE试验

5.1 单面覆铝PVC顶棚材料

5.1.1 PVC顶棚材料样品及试验方法

5.1.2 热释放速率及其峰值

5.1.3 发烟量与烟气的毒性

5.1.4 质量损失速率

5.1.5 有效燃烧热

5.1.6 引燃时间

5.1.7 试样潜在的火灾危险

5.2 双面铝塑板

5.2.1 铝塑板样品及试验方法

5.2.2 引燃时间

5.2.3 热释放速率

5.2.4 比消光面积(SEA)和产烟速率(SPR)

5.2.5 CO的产率及其生成速率

5.2.6 试样潜在的火灾危险

5.3 塑料壁纸

5.3.1 壁纸样品及试验方法

5.3.2 CONE试验结果与讨论

5.3.3 两种不同型号PVC壁纸燃烧性能的比较

5.4 地板革

5.4.1 样品的选择与试验方法

5.4.2 引燃时间

5.4.3 热释放速率

5.4.4 质量损失速率

5.4.5 总热释放量

5.4.6 比消光面积

5.4.7 CO产率

5.4.8 试样潜在的火灾危险

5.5 化纤地毯

5.5.1 样品选择及实验方法

5.5.2 化纤地毯样品的CONE实验结果

5.5.3 实验结果分析

5.5.4 试样潜在的火灾危险

5.6 典型包装材料

5.6.1 样品的制备

5.6.2 实验条件及试样的基本参数

5.6.3 试样火灾燃烧性能分析

5.6.4 试样潜在的火灾危险

5.7 VCD及其包装制品

5.7.1 试验样品

5.7.2 试验结果及分析

5.7.3 试样潜在的火灾危险

参考文献

第6章 电线电缆火灾燃烧性能CONE试验

6.1 电线电缆的火灾危险及预防

6.1.1 火灾危险

6.1.2 火灾预防

6.2 电线电缆火灾燃烧性能试验方法

6.2.1 阻燃性能试验

6.2.2 耐火性能试验

6.2.3 氧指数测定

6.2.4 热释放速率测量

6.2.5 烟密度测定

6.2.6 气体的腐蚀性和毒性测定

6.3 普通PVC电缆火灾燃烧性能CONE试验

6.3.1 引燃特性

6.3.2 热释放速率及总热释放

6.3.3 比消光面积与产烟速率

6.3.4 质量损失速率

6.3.5 CO产率

6.3.6 潜在火灾危险评价

6.4 阻燃剂对PVC电缆燃烧性能的影响

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

6.4.2 普通PVC电缆与阻燃PVC电缆燃烧性能的对比

参考文献

第7章 聚合物复合防火涂覆材料防火性能试验

7.1 防火涂料概述

7.1.1 防火涂料的分类

7.1.2 防火涂料的组成

7.1.3 防火涂料的防火(阻燃)原理

7.1.4 防火涂料的制备

7.2 膨胀型防火涂料

7.2.1 P-C-N或P-C-N-C1膨胀阻燃体系组成

7.2.2 利用CONE研究防火涂料配方

7.2.3 膨胀型防火涂料的燃烧性能

7.2.4 与热分析结果进行对比分析

7.3 可膨胀石墨防火涂料

7.3.1 实验原材料与用量

7.3.2 涂料制备方法

7.3.3 样品制备

7.3.4 测试仪器及方法标准

7.3.5 可膨胀石墨防火涂料燃烧性能

7.3.6 研究阻燃机理

7.4 利用CONE确定轰燃发生时间

参考文献

第8章 锥形量热仪试验与火灾燃烧模拟

8.1 全尺寸热释放的测量

8.1.1 Monstanto室内量热仪

8.1.2 ASTM室内火灾测试

8.1.3 NORDTEST/IS0室内火灾测试

8.1.4 其他室内火灾测试

8.1.5 全尺寸、露天量热仪

8.1.6 NBS家具量热器

8.1.7 NORDTEST家具量热仪

8.1.8 FRS自然对流家具量热仪

8.1.9 Underwites实验室家具量热仪

8.1.10 FMRC火灾产物收集器

8.1.11 SP火灾产物收集器

8.2 室内火灾模型

8.2.1 火灾数学模型的分类

8.2.2 确定性区域火灾模型回顾

8.2.3 轰燃全面发展阶段区域火灾模型

8.2.4 轰燃前区域燃烧模型

8.2.5 场模型

8.3 室内火灾模型举例

8.3.1 室内火灾场景和实验背景

8.3.2 主要的模型结构

8.3.3 实验室规模试验输出量

8.3.4 数学模拟计算机程序中的子模型

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

8.4.1 向上火焰传播模型

8.4.2 实验工作

8.4.3 实验结果

8.5 合成材料火焰向上蔓延研究

8.5.1 热物理过程

8.5.2 Cleary和Quintiere模型

8.5.3 Mitler模型

8.5.4 Brehob和Kulkarni模型

8.5.5 模型在合成材料中的应用

8.5.6 实验研究

8.5.7 结果与讨论

参考文献 2100433B

《材料燃烧性能与试验方法》以最新颁布的建筑材料及制品的燃烧性能分级体系(GB 8624—2012)和标准测试方法为主线，系统介绍了材料的燃烧特性及其测试方法的发展概况、与燃烧性能有关的基本测试技术、建筑材料及制品的燃烧性能分级和标准试验方法、国外在部分典型建筑材料和制品的燃烧性能试验以及交通运输火灾试验领域的最新进展。目的是让读者在系统掌握我国材料燃烧性能分级体系和基本标准测试方法的同时，了解主要工业国家和国际组织相关的燃烧试验方法发展现状，把握该领域的发展方向。全书由杜建科博士组织编写。