CONE可在模擬真實火災的情況下綜合測量材料燃燒時熱釋放的動態(tài)情況,NBS煙箱測量的是
注塑加工材料在靜態(tài)封閉體系內(nèi)煙密度的變化。二者結(jié)合能較全面的評價抑煙劑的綜合作用效果。準確表征材料的阻燃抑煙性能需要運用阻燃抑煙性能測試技術,尋找合理的阻燃體系和配方也不、離不開這些技術。學者利用氣相色譜對材料燃燒時產(chǎn)生的有毒氣體CO進行快速測定,并配合使用煙密度儀,對11種加有阻燃劑的PVC樣品進行了測定,可以快速、準確的判斷、評價阻燃材料的阻燃、消煙和毒性,從而在實驗中快速、合理的調(diào)整阻燃劑的準確配方。
對材料進行阻燃抑煙性能表征的方法主要包括常規(guī)燃燒指標的測試、煙密度測試以及近年來得到重視的新一代阻燃測試技術-錐形量熱儀。常規(guī)燃燒性能指標為常用的氧指數(shù)法和水平及垂直燃燒法;煙密度的測試是通過光束在煙密度箱內(nèi)以不同的透光率來反映煙的濃度。CONE是以氧消耗原理為基礎的新一代聚合物材料燃燒性能測定儀。
在ZnO與ATH復合阻燃劑對軟質(zhì)PVC的協(xié)同阻燃消煙作用的研究中,通過熱分析方法研究了阻燃處理后的軟質(zhì)PVC從室溫到800℃的熱降解過程,PVC的熱降解過程分為兩個階段。CONE在對阻燃機理的研究過程中也發(fā)揮了重要的作用。采用CONE進行了Cu2O和MoO3對PVC阻燃抑煙作用機理的研究,可以同時獲得氣相和凝聚相的綜合信息。Cu2O/MoO3改變了PVC的熱降解途徑,協(xié)同降低PVC碳骨架的熱裂解速率,促進了成炭量的增加,協(xié)同降低比消光面積和增加有效燃燒熱表明,在氣相中更有利于抑煙。
學者通過利用CONE實驗獲得的熱失重速率、煙釋放速率和TTI等參數(shù)研究了CuO對PVC熱降解行為、阻燃和抑煙的影響。實驗結(jié)果表明,CuO的加入明顯降低了RHR和煙比率,使PVC的點燃時間縮短。這說明CuO具有良好的阻燃性和抑煙性,并使揮發(fā)物有利于氣相燃燒反應。由于CuO促進阻燃,從而導致THR增加。
對阻燃材料借助實驗手段進行機理分析將有助于更清晰和深入的認識燃燒的過程以及找到更為有效的阻燃抑煙的方法。Cu2O的加入促進PVC提前脫出HCI,而第二個熱失重峰推遲且失重速率降低,說明PVC脫HCI后形成的結(jié)構的熱穩(wěn)定性更好。利用XPS證實了過渡金屬氧化物促進PVC鏈間產(chǎn)生交聯(lián)的假設。
由CONE獲得的可燃材料在火災中的燃燒參數(shù)有多種,包括熱釋放速率、總熱釋放量、有效燃燒熱、點燃時間、煙及毒性參數(shù)和質(zhì)量變化參數(shù)等等。一些熱分析方法也經(jīng)常用于
注塑加工材料阻燃性能的表征中。為了獲得更準確的材料阻燃和抑煙方面的信息,研究者多傾向于多種研究方法的結(jié)合。
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