室内PVC装饰材料燃烧性能测试与评定

发布时间：2017-04-30 19:11

  本文关键词：室内PVC装饰材料燃烧性能测试与评定，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着社会化进程加快和文明程度的提高,越来越多的装饰材料被人类使用,常见的装饰品主要有地板、壁纸、窗花和桌面保护材料等,传统的装饰品多用木板和石材类材料制成,而塑性装饰材料因为其轻便美观等优点逐渐代替传统的材料,广泛应用到室内装饰中。但是在实际发生火灾时,由于这些装饰品遍布在建筑物内充当了助燃剂,加速了火势的蔓延,同时燃烧会释放大量的有毒烟气,对逃生人员构成了生命威胁。通过研读大量国内外相关文献发现,涉及的装饰品成分主要包括PS(聚苯乙烯)、PE(聚乙烯)、PP(聚丙烯)、PVC(聚氯乙烯)和PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)等五种塑性装饰材料。经调查发现,市面上最常见的装饰品为PVC制品,因此本课题以室内常用PVC装饰材料为测试对象,并选取了6种样品,利用实物燃烧检测和计算机模拟实验对其进行燃烧性能测试与评定。论文从材料的微观和宏观方面进行实验测试,微观方面运用X衍射分析仪(XRD)和热重分析仪(TG),XRD用于检测样品中的元素组成,初步了解选取样品的基础组成成分,为燃烧分析和有毒产物控制方法提供理论支持。TG用于研究样品的热分解过程,分析材料在升温的情况下质量的变化规律,比较不同样品间的热解差异以及升温速率对失重的影响。通过实验测试得到的数据结果结合热解动力学的分析方法,利用数值模拟和线性拟合得到样品的动力学三因子—活化能E、指前因子A和机理函数G(a),进一步给出材料的性能。宏观方面借助中科大ISO9705小尺寸热释放速率实验台,设计搭建了燃烧平台,收集分析样品燃烧过程中的热释放速率、温度、有毒烟气以及质量的变化情况,评定材料的燃烧性能等级,并结合实际提出PVC材料安全防控的合理性建议。基于材料燃烧特性,利用FDS火灾仿真软件模拟了PVC地板引发的火灾场景,将材料燃烧与火灾情境相结合,通过数据对比研究,验证了该软件在材料燃烧模拟方面的适用性,结合相关因素做出火灾危险性评价。
【关键词】：聚氯乙烯 装饰材料 热解动力学 燃烧特性 仿真实验
【学位授予单位】：中国计量大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU564
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-14
• 1 绪论14-24
• 1.1 研究背景与意义14-15
• 1.2 国内外研究现状15-20
• 1.2.1 室内装饰材料的火灾危险性15-17
• 1.2.2 材料实体燃烧实验17-18
• 1.2.3 计算机模拟火灾研究18-20
• 1.3 本文研究的几种常用PVC装饰材料概述20-21
• 1.4 本文研究内容21-24
• 1.4.1 研究内容21-23
• 1.4.2 技术路线23-24
• 2 常用室内PVC装饰材料特性与燃烧机理分析24-38
• 2.1 X衍射图谱分析24-26
• 2.1.1 实验原理24
• 2.1.2 实验准备24-25
• 2.1.3 实验结果分析25-26
• 2.2 热重实验26-37
• 2.2.1 几种热分析方法27-28
• 2.2.2 实验仪器及条件28-29
• 2.2.3 几种材料热解曲线特征29-36
• 2.2.4 升温速率的影响36-37
• 2.3 本章小结37-38
• 3 材料的热解动力学研究38-44
• 3.1 热分析动力学概论38-39
• 3.2 热分析动力学方程39-40
• 3.3 热动力学分析方法40
• 3.4 数据处理与分析40-43
• 3.4.1 机理函数的选择40-41
• 3.4.2 动力学三因子41-43
• 3.5 本章小结43-44
• 4 常用室内PVC装饰材料的燃烧性能测试44-61
• 4.1 标准ISO9705小尺寸热释放速率实验台44-46
• 4.1.1 实验台的实验原理45
• 4.1.2 实验台的实验方法45-46
• 4.1.3 热释放速率46
• 4.2 实验样品及实验设计46-48
• 4.2.1 材料的选取及相关参数46-47
• 4.2.2 实验设计47-48
• 4.3 材料燃烧性能测试结果48-58
• 4.3.1 材料的热释放速率48-51
• 4.3.2 材料的温度变化51-53
• 4.3.3 材料CO、CO_2浓度变化53-56
• 4.3.4 材料的质量变化56-58
• 4.4 材料的燃烧性能分析与控制58-60
• 4.4.1 建筑材料及制品燃烧性能分级58-59
• 4.4.2 燃烧性能分析与控制59-60
• 4.5 本章小结60-61
• 5 PVC装饰材料火灾场景模拟实验及危险性评价61-67
• 5.1 火灾发展的FDS模拟61-62
• 5.1.1 控制方程61-62
• 5.1.2 网格尺寸设置62
• 5.2 火灾现场模拟与相关参数62-66
• 5.2.1 火灾场景建立62-63
• 5.2.2 模拟结果与实验比较63-66
• 5.3 本章小结66-67
• 6 总结及展望67-69
• 6.1 总结67-68
• 6.2 展望68-69
• 参考文献69-73
• 作者简历73

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本文编号：337444