【摘 要】
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由于质轻,高强度的特性,碳纤维增强环氧树脂复合材料在压力容器,土木/建筑相关用途,船舶制造,汽车等航天及工业领域得到广泛应用.然而,当碳纤维增强环氧树脂复合材料暴露于较低热流甚至外部热源时,却极易燃烧.冈此,本研究在以火花点火器作为外部热源的条件下,采用锥形量热器研究碳纤维增强环氧树脂复合材料的燃烧性能.研究采用的碳纤维的密度为220 gr/m2到240gr/m2之间,研究参数包括有碳纤维密度,点
【机 构】
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Fire Safety Engineering Research Group, Thermodynamics Laboratory,Department of Mechanical Engineeri
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由于质轻,高强度的特性,碳纤维增强环氧树脂复合材料在压力容器,土木/建筑相关用途,船舶制造,汽车等航天及工业领域得到广泛应用.然而,当碳纤维增强环氧树脂复合材料暴露于较低热流甚至外部热源时,却极易燃烧.冈此,本研究在以火花点火器作为外部热源的条件下,采用锥形量热器研究碳纤维增强环氧树脂复合材料的燃烧性能.研究采用的碳纤维的密度为220 gr/m2到240gr/m2之间,研究参数包括有碳纤维密度,点燃时间,热释放速率和烟密度.在研究的开始阶段,通过调节点火,将热流控制为30 kW/m2, 常压下测试的点火温度期间为350到575℃之间.最初的研究结果表明CFRE的点火与碳纤维密度,外部热源和气体混合物的状况有关, 例如密度为220 gr/m2的CFRE在热通量为12.2 kW/m2,辐射温度为450℃和最大热释放速率为110 kW/m2的条件下点燃；而对于密度为240 gr/m2的CFRE,其对应的值分别为：14.4 kW/m2,475℃,98 kW/m2.此外,每个辐射水平的点燃时间和燃烧现象也被观察记录.CFRE的燃烧机理可以解释为在足够的热通量下点火可以引起CFRE材料的表面燃烧,直至衰减,在此过程中,树脂挥发出来的蒸汽引起材料的膨胀,从而增加了它的体积.有关CFRE的燃烧行为在阻燃领域的潜在应用会在论文全文进行讨论.
其他文献
通过表面修饰技术成功的制备了2-羧乙基苯基次磷酸修饰的纳米羟基锡酸锌(CEPPA-ZHS)纳米颗粒.采用透射电子显微镜,红外光谱及热重分析对所制备的产物进行了结构和形貌表征.而且将其加入到环氧树脂中研究了复合材料的阻燃和力学性能.结果显示:CEPPA修饰的纳米羟基锡酸锌与硬脂酸修饰的纳米羟基锡酸锌相比,在提高氧指数方面其性能更优越,这可能是应为CEPPA不仅起到表面改性的作用,同时起到阻燃增强的作
本文以硝酸铈和一水合次磷酸钠反应,聚乙烯醇为表面活性剂制备了微米级一水合次磷酸铈.通过红外光谱、热重分析、激光粒度仪、扫描电镜对一水合次磷酸铈进行了分析和表征.结果表明,制备的一水合次磷酸铈分散性较好,平均粒径为2.6μm.一水合次磷酸铈的分解分为两步,第一步为结晶水的放出,第二步为次磷酸铈的分解,次磷酸铈高温有较高的残余量,700℃时残余量为87.2wt％.
本文介绍伽马辐射交联聚乙烯醇/黏土气凝胶的燃烧性能及阻燃机理.采用锥形量热表征气凝胶的燃烧性能,结果发现气凝胶的热、烟及二氧化碳释放均随黏土含量的增加而迅速降低.基于此结果,论文还讨论了相应的阻燃机理.
在这篇文章中,对最终发展成通风不畅状态的全尺寸的聚丙烯火灾进行了数值研究.两个经常用到的火灾模拟软件FDS和Simtec用于模拟,这两个软件使用了不同的燃烧模型:混合分数模型和涡旋破碎模型.预测的温度和CO2和CO浓度跟实验值比较.两个模型预测的温度和出口处CO2和CO浓度与实验值基本一致.在严重的通风不畅的条件下,FDS得到的CO2浓度和温度要低于Simtec.在通风不畅情况下,通风管内最终的C
聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)/二乙基次膦酸铝盐(AlPi)体系中加入多官能环氧聚硅氧烷(EPM),采用极限氧指数(LOI)、垂直燃烧等级等评价其阻燃性能.结果表明,0.6wt％EPM能使PBT/AlPi(11wt％)体系的LOI提高到37.1％,且通过UL-941.6mm V-0级,阻燃性能大大提高,依照TGA和TGA-FTIR结果分析,在PBT/11AlPi/0.6EPM体系热分解过程中EPM
聚合物的熔体滴落现象对火灾危害有较大影响.已有研究表明UL-94垂直燃烧实验条件下的熔体滴落存在小尺寸和大尺寸两种类型,其中小尺寸滴落与熔体流动速率有关.本文认为大尺寸滴落与熔体强度和重力之间的力学平衡有关,基于该假定采用悬挂实验来评价聚合物熔体发生大尺寸滴落的趋势.将不同温度条件下几种聚合物商品的悬挂质量和悬挂时间数据与其滴落行为进行比较分析,发现该悬挂实验结果可在一定程度上反映聚合物熔体发生大
通过熔融共混的方法制备含高岭土(Kaol)和改性高岭土(MK)的聚丙烯复合材料.通过X射线衍射(XRD),锥形量热测试(CONE),热重分析(TG)和极限氧指数(LOI)表征了聚丙烯复合材料的燃烧和热降解行为.LOI结果表明,添加少量的高岭土或者改性高岭土可以提高材料的LOI值.然而,随着高岭土量的增加,LOI值逐步减少.CONE数据表明,纳米复合材料的燃烧性能降低.TG结果表明,高岭土可以提高复
本文通过锥形量热仪(Cone)、极限氧指数(LOI)和热重分析仪(TGA)对几种典型无卤阻燃剂包括聚磷酸铵(APP)、次磷酸铝(AHP)和氢氧化铝(ATH)改性的硬质聚氨酯泡沫(RPUF)(相同的添加量)的产烟、燃烧及热力学行为进行了研究.结果表明,虽然所用阻燃剂都是无卤阻燃剂,但改性之后的硬质聚氨酯泡沫总生烟量(TSP)均高于未改性的聚氨酯硬泡,特别是次磷酸铝改性的聚氨酯硬泡生烟更加明显.另外,
红磷用于阻燃聚氨酯-聚异氰脲酸酯硬质泡沫(PU-PIRFs)可以获得较好的阻燃效果,如更高的极限氧指数值和更好的垂直燃烧结果等.然而,受其产烟量大和释放磷化氢等不良因素影响,红磷的推广应用受到一定限制.本研究制备了一种核壳结构的红磷复合物并将其作为反应型阻燃剂应用于PU-PIRF中,在保持红磷阻燃效果几乎不受影响的情况下成功降低了其烟释放量和磷化氢释放量.锥形量热中SEA、SPR和TSP等测试结果
聚酰胺和聚酯是重要的工程塑料，在电气和电子工业领域具有广泛应用，如连接器，齿轮，电器外壳等。在这些应用领域中，阻燃性能(FR)成为这类材料应用的重要性能评价标准。聚酰胺和聚酯与火源接触时，本身很容易被点燃，且主要的热分解产物是可燃的，进一步促进材料燃烧的火蔓延。