EPS保温材料与玻璃纤维复合燃烧过程的研究

摘要

模塑聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)作为一种最常见的建筑保温材料，经常和玻璃纤维组合在一起使用，其存在着一定的火灾危险性。本文对EPS与玻璃纤维结合体的复合燃烧过程进行了研究。
　　采用TG-DSC联用技术分别对空气气氛下的EPS和玻璃纤维进行热分析并得到其热解特性。EPS的失重发生在253.4℃～391.9℃，失重率高达96.6％。玻璃纤维的失重发生在168.4℃～766.7℃，失重率仅为9.91％，其主要发生物理变化，基本未发生燃烧、热解。
　　运用微型燃烧量热仪(MCC)分别研究了EPS和玻璃纤维的燃烧特性。与EPS相比，玻璃纤维的热释放速率和总热释放量可以忽略不计。EPS为UL94标准的HB级，属于易燃材料，而玻璃纤维为V0级，属于不可燃材料。
　　运用锥形量热仪(CONE)分别研究了EPS、EPS与1层玻璃纤维结合体、EPS与2层玻璃纤维结合体在不同热辐射通量下的燃烧特性。玻璃纤维使EPS的引燃时间和最大热释放时间大大缩短、总热释放量有一定提升，使EPS的燃烧更为充分。运用热薄型引燃模型计算出三种试样的临界热辐射通量分别为18.8kW·m-2、13.2kW·m-2、13.8kW·m-2,玻璃纤维的存在使得EPS材料的临界热辐射通量降低而更容易被引燃。
　　通过燃烧模拟实验研究了玻璃纤维对EPS燃烧过程中火焰传播的影响。玻璃纤维使EPS燃烧过程中火焰传播速度降低，但同时火焰的传播变得稳定而具有较好的可持续性，整体而言玻璃纤维的存在有利于EPS燃烧过程中火焰的传播。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景与意义

1．1．1 建筑节能及外墙保温技术

1．1．2 模塑聚苯乙烯泡沫塑料

1．1．3 玻璃纤维

1．1．4 建筑保温材料火灾

1．2 国内外研究现状

1．2．1 热分析实验

1．2．2 微型燃烧量热试验

1．2．3 锥形量热仪试验

1．2．4 燃烧模拟实验

1．3 研究目标及思路

2 实验装置及实验方案

2．1 热分析

2．2 微型燃烧量热仪

2．3 锥形量热仪

2．4 立体燃烧实验

2．4．1 实验装置

2．4．2 实验流程

2．4．3 实验采集系统

2．5 水平燃烧实验

2．5．1 实验装置

2．5．2 实验流程

2．5．3 实验测量系统

3 EPS材料和玻璃纤维的热分析研究

3．1 实验条件

3．2 EPS材料的热分析结果与讨论

3．3 玻璃纤维热分析结果与讨论

3．4 本章小结

4 EPS材料与玻璃纤维燃烧特性研究

4．1 微型燃烧量热实验

4．1．1 实验条件

4．1．2 实验数据与讨论

4．1．3 可燃性分级

4．2 锥形量热实验

4．2．1 实验条件

4．2．2 实验数据与讨论

4．2．3 引燃性能

4．3 本章小结

5 EPS材料与玻璃纤维燃烧实验

5．1 立体燃烧实验

5．1．1 燃烧情况分析

5．1．2 燃烧数据分析

5．2 水平燃烧实验

5．2．1 水平燃烧过程

5．2．2 燃烧速率计算与分析

5．3 扫描电镜实验

5．4 本章小结

6 结论和展望

6．1 主要结论

6．2 工作展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和出版著作情况

攻读硕士学位期间参加的科学研究情况