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1、高聚物复合材料火灾燃烧特性分析（Fire Properties of Polymer Composite Materials） 1 绪论 1.1 背景 1.2 复合材料的对火反应和耐火性能 1.3 复合材料与火灾 1.4 复合材料火灾案例研究 1.5 结论2 火灾中复合材料的热分解 2.1 引言 2.2 聚合物的热分解机理 2.3 热分解的过程及表征 2.4 不同的聚合物材料及其热分解过程 2.5 火灾对复合材料的热破坏 2.6 结论 3 复合材料的对火反应特性 3.1 引言 3.2 引燃时间 3.3 热释放速率 3.4 熄灭指数与热稳定指数 3.5 质量损失 3.6 发烟 3.7 烟气毒性
2、3.8 极限氧指数 3.9 火焰表面传播 3.10 耐火性4 复合材料的火灾模拟 4.1 引言 当暴露在高温下时，复合材料包括有机树脂都会进行热分解失去强度。正如许多其他 类型的建筑材料一样，复合材料也要通过火焰蔓延的方向和阻燃能力进行防火性能的评估。 火焰蔓延是由复合材料产生初期火灾和火焰沿表面传播点火的。阻燃是墙壁或天花板防止 通过大会和结构完整性传热的措施。第 5 章将讨论如何预测暴露于火灾时穿透复合材料的 热量传输。本章将着重讨论火灾中复合材料表面的火焰蔓延和其对火响应的模拟。 在模拟过程中，与复合材料的火灾行为最重要因素是热暴露。本章将首先讨论热暴露， 应从室内初期火灾，室内热烟气层
3、，全面发展火灾以及标准性试验等场景进行预测。根据 这一节中，将概述提供一个关于复合材料的火灾蔓延对室内火灾发展的贡献的模拟。在本 章的最后一节中，将着重于复合材料结构的对火反应，这也为第 6 章扩充了一个话题。 4.2 热暴露 4.2.1 背景 热暴露通常以热流边界条件进行模拟。该热流由热对流和热辐射组成，如图 4.1 所示。 模拟的重点是描述进入复合材料的净热通量，其中1：其中在右边第一项是从火源接收的辐射热，第二项是从复合材料表面向外发射的辐射 损失，第三项是复合材料表面与火源之间的对流换热。从火源接收的热通量可以通过当地的气体温度，气体的热量发射率，以及局部传热系数进行计算。在许多应用中
4、，一fTf个边界总热通量是用水使其冷却到环境温度所通过的热通量来表示的。通过设置其表面温 度适用公式 4.1 的环境下，总热通量边界条件就可以用如下公式来衡量：制冷压力表表面的对流换热最大化和最大限度地减少辐射损失; 因此，冷却热通量测 量仪测量最大总热通量。使用热通量计量仪表进行测量的总热通量，公式 4.2，可以通过以 下关系关联到实际热通量：或者 因此，测量热通量就不需要预测气体的温度和热量发射率，这两者都难以计算的。从 测量到的热通量来确定实际的表面净热通量时，表面温度需要用公式 4.4 来进行校正，其 中需要当地的对流换热系数和表面发射率。一个复合表面发射率的合理估计通常是可能的。 当
5、地的对流换热系数可以进行配置，可以从平墙的 0.010 kW/m.K 至火源冲击天花板的高 达 0.050 kW/m.K。由于高估了对流换热系数将会使热流边界不保守，除了可随时计算热对 流系数的简单结构配置（如平面墙）之外，它通常被忽略。 4.2.2 4.3 材料火灾动力学模拟 4.4 材料对火响应模拟5 火灾中复合材料热响应模拟 5.1 引言 5.2 复合材料的对火响应 5.3 复合材料中热传导模拟 5.4 复合材料响应模拟5.5 复合材料热特性模拟 5.6 结论6 火灾中复合材料的结构特性 6.1 引言 6.2 分层特性 6.3 弹性常数的测量 6.4 温度对力学性质的影响 6.5 结构特
6、性的模拟 6.6 加载下分层结构的耐火性 6.7 加载下分层结构耐火性的模拟 6.8 结论7 复合材料过火后的特性 7.1 引言 7.2 分层结构过火后的特性 7.3 分层结构过火后特性的模拟 7.4 夹心复合材料过火后的特性 7.5 防火材料过火后的特性 7.6 结论8 阻燃复合材料 8.1 引言 8.2 燃烧循环圈 8.3 阻燃剂 8.4 阻燃填料 8.5 阻燃有机聚合物 8.6 阻燃无机聚合物 8.7 阻燃纤维 8.8 防火涂料9 聚合物纳米复合材料对火反应特性 9.1 引言 9.2 纳米结构表征 9.3 阻燃性的评价 9.4 粘土改性 9.5 聚合物纳米复合材料的阻燃设计实例 9.6
7、纳米复合材料的阻燃机理10 防火安全规范 10.1 引言 10.2 轨道交通工具防火安全规范 10.3 陆地交通工具防火安全规范 10.4 民用基础设施防火安全规范10.5 民用航空器防火安全规范 10.6 船舶和潜艇防火安全规范11 复合材料的对火试验 11.1 引言 11.2 对火反应试验尺度 11.3 锥形量热计 11.4 通风控制锥形量热计 11.5 中型尺度锥形量热计 11.6 俄亥俄州立大学量热计 11.7 极限氧指数试验 11.8 火焰传播试验 11.9 烟密度试验 11.10 燃烧炉试验 11.11 烧穿及喷射火试验 11.12 单体燃烧试验 11.13 房间火试验 11.14 结构完整性火灾试验 11.15 飞机火灾试验 11.16 结论12 火灾中复合材料燃烧产物的毒害性 12.1 引言 12.2 烟气毒性试验方法 12.3 燃烧产物的毒害性 12.4 烟气毒性的 N-气体模型 12.5 纤维的毒害性 12.6 针对复合材料燃烧的个人防护 12.7 结束语
