阻燃高抗冲聚苯乙烯／有机改性蒙脱土纳米复合材料阻燃效应的研究（I）——传统阻燃剂与改性蒙脱土的阻燃协效性

运用“一步熔融共混法”制备了包含十溴联苯醚(DBDPO)—氧化锑(Sb2O3)和蒙脱土(MMT)—十六烷基三甲基溴化铵(C16BrN)阻燃体系的高抗冲聚苯乙烯(HIPS)复合材料，并通过X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、UL94垂直燃烧测试和锥形量热计等测试手段对其结构形貌和燃烧性能进行了表征。结果表明，在传统阻燃剂DBDPO存在前提下，仍然荻取了具有插层结构的高抗冲聚苯乙烯／蒙脱土(HIPS／MMT)纳米复合材料。燃烧特性实验发现两种阻燃体系在HIPS基体中具有良好协效性，复合材料热释放速率大幅下降。这种效应为减少溴系阻燃剂用量以降低生产成本和减轻不良环境效应提供了依据，对于发展绿色环保型高性能聚合物阻燃复合材料非常有意义。     

阻燃高抗冲聚苯乙烯/有机改性蒙脱土纳米复合材料阻燃效应的研究(Ⅱ)--蒙脱土改性比率对阻燃协效性的影响

运用“一步熔融共混法”制备了同时包含十溴二苯乙烷(SAYTEX8010)—氧化锑(Sb2O3)和蒙脱土(MMT)—十六烷基三甲基溴化铵(C16BrN)(不同重量比率)阻燃体系的系列高抗冲聚苯乙烯(HIPS)复合材料,通过X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、UL—94垂直燃烧测试和锥形量热计等测试手段对其结构形貌和燃烧性能进行了表征,探讨了两种阻燃体系间的协效性及蒙脱土改性比率对协效度的影响。结果表明,在十溴二苯乙烷存在时,可以制备层离型阻燃HIPS／MMT纳米复合材料,其中两种阻燃体系具有优异的阻燃协效性,其协效度取决于复合材料中各组分的复合比率,特别是MMT及C16BrN的改性比率。研究发现,其它组分含量一定时(十溴二苯乙烷和氧化锑重量比率保持lO：4),MMT和C16BrN改性比率为4：2时复合材料具有相对最佳阻燃性,十溴二苯乙烷体系和改性蒙脱土体系具有相对最优阻燃协效度。     

发展阻燃型HIPS纳米复合材料的研究

本文运用一步熔融共混法制备了含有十溴联苯醚（DBDPO）或十溴二苯乙烷（DBDPE）和C16改性蒙脱土（MMT）的高抗冲聚苯乙烯（HIPS）复合材料,并采用X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）、UL 94垂直燃烧和锥型量热等试验手段对其燃烧性能和相态进行了表征.结果标明,DBDPO/E存在时仍可获得具有插层结构的HIPS纳米复合材料.由于十溴和蒙脱土两种体系间的良好协同效应,这些材料的阻燃性提高、燃烧后的热释放速率下降.文中对其潜在机理进行了探讨.这种协同效应可用于指导发展环保性和阻燃性兼顾的HIPS纳米复合材料.     

负载镍有机蒙脱土体系对HIPS阻燃性能影响的研究

研究主要采用离子交换、溶液浸渍、球磨等方法制备负载镍有机蒙脱土体系,并采用熔融插层法制备PLS纳米复合材料,用锥形量热仪等试验仪器对材料的燃烧性能进行测试与评价。研究结果表明:采用离子交换法制备的负载镍有机蒙脱土体系能较好的降低复合材料的热释放速率,其阻燃作用比有机蒙脱土略好。通过对HIPS/负载镍有机蒙脱土复合材料燃烧后炭层的形貌及质量损失的分析与研究,推断其阻燃机理为镍催化HIPS在燃烧过程生成的炭与有机蒙脱土的插层结构共同起到了物理屏蔽阻燃作用。     

三氧化钼与有机蒙脱土复配体系在膨胀阻燃环氧树脂中的应用

为了提高膨胀阻燃环氧体系的阻燃和抑烟效率,利用聚磷酸铵-季戊四醇-三聚氰胺为膨胀阻燃剂、有机蒙脱土(OMMT)和MoO3为复配协效剂制备了膨胀阻燃环氧树脂,通过极限氧指数(LOI)、UL94、锥形量热仪和烟密度试验研究了膨胀阻燃环氧树脂的阻燃和抑烟性能。结果表明,单独添加OMMT或MoO3均能有效提高膨胀阻燃环氧树脂的LOI并降低燃烧过程中的热释放和生烟量,将二者复配使用还表现出较好的协效作用。添加质量分数1.5%OMMT和1.5%MoO3时,膨胀阻燃氧树脂的LOI达到27.8%,UL94达到V-0级,总释放热(THR)和总产烟量(TSR)相比未添加协效剂的膨胀阻燃环氧树脂分别下降了49.5%和57.8%。热重分析表明,单独添加OMMT或MoO3均能有效提高膨胀阻燃EP的热稳定性和成炭率,二者复配使用则表现出更高的初始分解温度并形成更多的残炭量。扫描电镜和红外光谱分析发现,OMMT和MoO3复配使用能促进膨胀阻燃氧树脂在燃烧过程中形成更多的交联结构以增强炭层的致密性和隔热性能,达到协效阻燃和抑烟作用。     

聚碳酸酯/ABS/蒙脱土纳米复合材料的热重动力学分析

利用直接熔融插层技术制备聚碳酸酯/ABS聚合物合金/蒙脱土纳米复合材料.用热重分析法(TGA)研究了聚合物合金和纳米复合材料的热氧化降解行为.分别采用了无模式函数法(model-freemethod)和多元非线性回归法(multivariate nonlinearregression method)进行动力学评价.由此确定了整个降解过程的表观动力学参数.研究结果表明聚碳酸酯/ABS/蒙脱土纳米复合材料具有较高的热稳定性和阻燃性.两种材料的热氧化降解模型是一个两步分解过程.     

氢氧化镁/红磷对硅橡胶/黏土纳米复合物阻燃性能的研究

选用甲基乙烯基硅橡胶(MVMQ)和十六烷基三甲基溴化铵(C16BrN)改性的蒙脱土(OMMT)纳米复合材料为原料,以氢氧化镁/微胶囊化红磷(MH/MRP)为阻燃剂,以气相法白炭黑为补强剂,用熔融共混法制备了无卤阻燃MVMQ纳米复合材料。笔者采用XRD表征制备的MVMQ/OMMT纳米复合物的结构,用机械性能测试研究气相法白炭黑和OMMT对MVMQ的协效补强作用,通过极限氧指数、UL94 V垂直燃烧法、环境扫描电镜(ESEM)和热重分析(TG)等分析测试手段研究其燃烧性能和热性能,结合材料宏观燃烧性能的改变,推断OMMT和MH/MRP对MVMQ的阻燃作用机理。     

HIPS阻燃复合材料三元潜在火灾危险性评价

将高抗冲聚苯乙烯树脂颗粒(纳米/微米级)、十溴二苯乙烷颗粒、三氧化二锑、弹性体、分散剂和偶联剂通过一步熔融共混工艺先行制备UL94 V-0级阻燃母粒,再将其与HIPS本体树脂按不同比例混合制得阻燃复合材料,并利用极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL94)及ISO 5660锥形量热计三项测试表征制得样品的燃烧和火灾性能,从中提炼和分析LOI、垂直燃烧等级和最大热释放速率(Pk HRR)等三元关键指标相关性,给出了定性定量相结合的潜在火灾危险性分级范围。结果表明:UL94燃烧等级和Pk HRR相关性体现为当Pk HRR≤330.0 k W/m~2时,试样UL94等级均为V-0级;UL94燃烧等级和LOI相关性体现为随UL94燃烧等级从V-0降到HB时,试样LOI从27.0降到17.0;Pk HRR与LOI相关性体现为Pk HRR与LOI呈粗略反向线性相关性;UL94燃烧等级、Pk HRR和LOI三元相关性体现为当LOI22.0、Pk HRR为399.0~665.0 k W/m~2时,材料UL94燃烧等级介于HB~V-2。     

GP/APP膨胀阻燃体系对硅橡胶复合材料阻燃及抑烟性能的影响

为了探究石墨粉 (GP) 与聚磷酸铵 (APP) 膨胀阻燃体系对硅橡胶复合材料的阻燃及抑烟特性的影响，采用锥形量热仪 (CCT)、热重分析仪 (TG) 及极限氧指数测试仪 (LOI) 对阻燃硅橡胶复合材料进行表征。研究结果表明:与单独添加膨胀阻燃剂APP的阻燃硅橡胶相比，添加GP/APP膨胀阻燃体系可有效提升燃烧过程中形成的膨胀碳层的致密度，降低阻燃硅橡胶复合材料的热释放速率及总烟释放量，提高阻燃硅橡胶复合材料高温阶段的热稳定性，提升阻燃硅橡胶复合材料的燃烧成炭率和质量保持率； 使阻燃硅橡胶复合材料的氧指数值增大。     

复合改性蒙脱土去除水体中颤藻的研究

为筛选用于景观水体水华应急治理的高效除藻材料,研究了十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和聚合氯化铝(PAC)复合改性蒙脱土去除颤藻的效果.以藻液浊度去除率和叶绿素a去除率表征除藻效果,通过单因素试验和正交试验确定复合改性蒙脱土去除颤藻的最佳配比、用量和操作条件.通过Zeta电位、生物显微镜和SEM形态表征分析了复合改性蒙脱土去除颤藻的机理.通过λ=420 nm处的透光率随时间的变化来反映其絮凝沉降速率的变化.结果表明,蒙脱土投加量为70 mg/L、PAC投加量为9 mg/L、CTAB投加量为0.875 mg/L、蒙脱土粒径为90 μm、pH值为8时,颤藻叶绿素a和浊度去除率分别可达到96.02％和93.9％.蒙脱土经复合改性后电荷翻转,沉降絮凝藻细胞的速率和效果增加.复合改性蒙脱土通过电荷吸附和网捕包裹作用吸附沉降藻细胞,改性剂CTAB使藻细胞失活,抑制藻絮体重新上浮.     

大空间建筑火灾中火焰辐射对无保护钢构件升温的影响

大空间建筑的空间尺度变化范围较大，当空间尺度变化时火焰对壁面或构件的热辐射变化也较大，正确预测火焰辐射对构件升温的影响，是准确计算火灾场景中构件升温的一个重要环节。在计算假定条件下，通过分析外界与构件之间的热量交换以及影响火焰辐射的因素，导出考虑火焰辐射影响的构件净吸热量计算公式，将构件净吸热量计算公式导入基于集总热容法的热平衡方程中，得到构件升温的数值解，从而定量确定火焰辐射对钢构件升温影响的，临界角系数，为简化钢构件升温计算奠定基础，使钢构件升温计算既准确反映火灾中构件的升温历程，又方便实用。     

热-力耦合作用对建筑结构火灾安全的影响

结构火灾安全可以避免建筑物在火灾中坍塌.火灾热环境影响建筑结构的响应,传统的标准火灾环境有一定的局限性,不能完全适用于若干真实火灾场景.因此有必要开展真实火灾环境下建筑结构的热-力响应特性研究,发展有效的工程工具来设计经济安全的结构.近来,性能化的结构火灾安全设计评估方法和相应技术发展迅速,该文给出一种综合考虑热-力耦合作用的结构火灾安全设计评估方法及相应流程.首先通过建筑和燃料特性来预测可能的火灾热环境特性,然后再分析构件和结构的热响应和力学响应特性来判定结构是否会失效,以及可以降低热和力影响的预防失效措施.该文通过案例分析将该方法应用于某中庭钢结构屋顶的防火保护,得到经济合理的防火涂层设计,满足有关防火规范的安全等价要求.     

某地下商场防火分区划分对人员安全疏散的影响研究

防火分区面积、人员疏散距离、疏散宽度等方面难以满足现有消防规范的要求是目前大型复杂建筑消防设计中经常遇到的问题。利用火灾安全工程学进行性能化分析是解决这类问题的一种方法。防火分区面积大小不仅会影响到烟气的控制效果，同时也会引起人员疏散距离和疏散宽度要求的变化。因此防火分区的划分应该和人员疏散结合起来综合优化考虑。本文主要针对一个地下商场的防火分区划分问题，进行了烟气运动和人员疏散的模拟计算，比较两种防火分区划分方法的优缺。     

温升速率对某防火保护简支钢梁耐火时间的影响

在钢结构抗火研究中通常基于标准温升曲线分析钢构件的火灾响应特性,采用更接近实际火灾场景的BFD自然温升曲线,运用有限元分析软件ANSYS研究了不同火灾温升速率对某防火保护简支钢梁耐火时间的影响,并与经验公式法进行比较。结果表明:有限元分析结果与经验公式法的计算结果基本一致;不同温升速率会导致钢梁温度场变化的差异性,进而影响钢梁的耐火时间;在快速温升时,荷载大小对钢梁耐火时间的影响较大;当荷载较大时,钢梁耐火温度降低,快速温升下钢梁耐火时间较短。     

索状炸药与灭火弹在扑灭森林火灾上的应用效果分析

通过对索状炸药与灭火弹在扑灭森林火灾应用的效果分析,确定更适用于扑灭森林火灾的产品.     

参数不确定性对隧道火灾人员安全时间的影响研究

为分析参数不确定性对隧道火灾人员安全时间的影响,根据烟气失能指数建立人员安全时间预测模型。并将所建立的模型与Monte Carlo抽样方法相结合,用概率密度函数描述火灾增长系数、最大热释放速率等参数的不确定性,提出考虑参数不确定性的隧道火灾人员安全时间分析方法。计算分析结果表明:应用该方法可得到隧道火灾人员安全时间的上下限、均值、标准差等;就10 MW以下中小型客车火灾而言,火灾增长系数的不确定性对人员安全时间影响不大;随着热释放速率的增大,人员安全时间的均值逐渐减小,标准差逐渐增大,分布区间逐渐变宽;当热释放速率超过120 MW时,人员安全时间的分布区间、均值、标准差基本趋于稳定。在热释放速率给定条件下,随着通风风速的增加,人员安全时间上下限有所提高且分布区间增宽,同时均值和标准差均有所增加。     

储罐区火灾引发多米诺效应的概率分析方法

石化工业储罐区储存大量易燃物质,储罐发生火灾可能对邻近储罐造成影响,引发严重的多米诺事故。火灾发生后的应急响应会对事故发展造成影响,并影响多米诺效应的发生概率。结合Probit分析方法和我国火灾应急响应统计数据,建立了储罐区火灾引发多米诺效应的概率分析模型,并以汽油储罐火灾为例,分析了多米诺效应的概率。     

性能化防火设计中的火灾危险源分析及设定火灾

火灾危险源分析和设定火灾是进行性能化防火设计的基础也是一个十分重要的环节。客观地对火灾危险源进行辨识与分析,准确地设定火灾并选取合适的火灾热释放速率随时间变化的曲线,才能使得整个性能化防火设计达到预期的目标。通过结合实例介绍了危险源分析经常遇到的两种情况和典型的四种设定火灾类型,以及它们各自的分析计算方法。     

泡沫灭火剂对车用汽油油盘火的灭火性能研究

汽油易挥发且闪点低,火灾危险性极大,且理化性能与标准燃料存在较大差异,有必要评估当前市售泡沫灭火剂对汽油的灭火性能。通过4.52 m 2油盘火试验,对水成膜泡沫灭火剂、抗溶水成膜泡沫灭火剂、氟蛋白泡沫灭火剂及抗溶氟蛋白泡沫灭火剂的灭火性能进行评估研究,并与标准燃料油盘火进行对比,结果表明抗溶水成膜泡沫灭火剂对车用汽油火的灭火效能最佳,石化企业和消防救援队伍在处置汽油火灾时应优先考虑使用抗溶水成膜泡沫灭火剂。此外,车用汽油比标准燃料的灭火难度更大,石化企业可适当提高固定泡沫灭火系统的设防标准。     

可燃物表面积和厚度对建筑物内火灾载荷的影响

火灾载荷是判断建筑物室内火灾危险程度的依据，以前人们对火灾载荷的研究局限于只考虑可燃物的种类和量，并没有考虑到可燃物的形状、厚度和摆放位置对火灾载荷的影响。该文建立了简单的模型讨论了可燃物的表面积和厚度对火灾载荷的影响，并应用这种模型对三个典型的建筑房间进行了火灾载荷的研究，取得了较好的结果。