棉花为何会自燃?

问:有个棉花收购站的库房夜间突然起火,事后查明原因,原来是棉花自燃所致。请问棉花为什么会自燃呢? 答:棉花主要成份是纤维素,约占90%左右,此外还含有水分、腊质、果胶质等。纤维素、腊质、果胶质都是微生物的营养物质,纤维素又具有较强的吸湿性。当棉花中的含水量达到12%,空气中的相对湿度达到85%,温度在30℃左右,棉花就会被多种微生物侵袭分解。微生物在生长、繁殖过程中要进行呼吸,这就会产生热量。而棉纤维是热的不良导体,热量不易扩散,随着温度的逐渐上升,能引起纤维素的酶变,加速氧化分解。当棉花垛内温度升到250℃时。达到厂棉花自…     

棉尘症

棉尘症是接触棉花、亚麻以及软木麻粉尘后引起的一组呼吸系统症状,其病因和发病机制至今尚不清楚。通过大量研究,目前一般都认为是棉苞片、叶、茎等植物碎片的水溶性萃取物中的某些生物活性物质而非棉纤维导致。 棉尘症主要发生在棉纺厂处理棉花的每道工序,尤以梳棉工和开棉工发病率较高。另外,轧棉籽广、废棉利用厂和轧棉籽油厂、亚麻和软大麻处理厂的工人中也时有发生。 棉尘可引起两种主要临床反应——特征性的胸部紧束感和呼吸道刺激表现。这两种反应可单独出现,也可同时发生。有些人初到棉纺厂工作,或是长期脱离工作后重新接触棉尘,会…     

典型硼化合物与磷酸二氢铵协效阻燃松木的燃烧性能及热解动力学研究

利用木垛法和热重分析法比较研究了硼酸、硼砂与磷酸二氢铵复配阻燃松木的燃烧性能、热解特性及热解反应动力学。结果表明,单种阻燃剂使用时,磷酸二氢铵的阻燃效果优于硼酸和硼砂;两两复配使用具有明显的协效作用,其中阻燃效果:磷酸二氢铵/硼酸＞磷酸二氢铵/硼砂＞硼酸/硼砂,而硼酸与磷酸二氢铵在质量比为2:3时,协效阻燃效果最好。与未处理松木相比,阻燃剂的加入降低了松木在热解阶段的初始分解温度和峰值分解温度,缩短了热解区间,并降低了松木在主要热解阶段的表观活化能,其中热解阶段活化能越低的阻燃松木在燃烧过程中成炭效果和阻燃性能越好。     

棕垫材料的热解燃烧特性试验研究

利用热重分析仪研究了棕垫材料在火灾中的热解燃烧过程。结果表明,在升温速率为20℃/min时,空气气氛下燃烧过程表现为两步反应,在335℃和470℃出现失重峰,总失重率为95%,两阶段反应活化能分别为108.95 kJ/mol和261.15 kJ/mol;氮气气氛下热解表现为一步反应,在335℃出现失重峰,失重率为80%,反应活化能为103.24 kJ/mol。随升温速率增加,棕垫材料的起始分解温度、失重峰值温度及主阶段热解结束温度均向高温侧移动。燃烧过程中低温段活化能增大,高温段则降低;热解过程中活化能增大;反应级数不变。研究表明,棕垫材料与常见生物质可燃物具有类似的热解燃烧性能,其潜在火灾危险性值得人们关注。     

煤低温氧化热解的热分析实验研究

在热分析动力学的基础上,对阳泉煤样运用同步热分析仪进行150℃下的氧化以及热解实验,得出该煤样相应的TG-DSC曲线。通过两者的TG-DSC曲线,对比分析煤样的热量释放情况,并结合曲线设定多项式形式的机理函数以分析其动力学特性。实验研究得出:该煤的低温氧化过程较之热解过程是个明显的氧化放热过程;该煤低温氧化和热解过程的最佳机理函数都为多项式,并且相应过程中的TG曲线和DSC曲线适用于同一个机理函数,这与一般所定义的机理函数不同;热解过程较之氧化过程所需的表观活化能较大,相同条件下较易发生煤的氧化自燃。     

谈谈棉花火灾

棉花是人们所熟悉的东西。它不仅是人们生活的必需品,也是国家的重要战略物资。棉花轻柔松软,纤维韧性强,这些特点是人们喜欢它的主要原因。但是棉花还有一个特点,就是容易燃烧。因此,在棉花运输、储存和加工过程中应该认真注意防火。 棉花是含百分之九十以上纤维素的天然纤维。由于它的质地细小疏松,单位体积较大,与空气接触表面积大,所以碰到微弱的火星就能着起火来。加工过程中的飞花、棉纺、棉絮、粉尘以及散棉等比原棉纤维还细微,因而更容易燃烧。棉花燃烧的速度很快,据实验,要比木材的燃烧速度快16—25倍。燃烧时火焰温度高达1,500oC…     

废弃FR1酚醛树脂印刷线路板热解特性及动力学分析

针对电子废弃物FR1酚醛树脂纸基印刷线路板,利用热重(TG)试验探讨了其粉末在N2气氛中不同升温速率(10 K/min、20 K/min、30 K/min)下的热解特性,通过Kissinger和FWO热解动力学模型对其平均表观活化能和指前因子等热解动力学参数进行求解,分析其热解难易程度。结果表明,整体热解过程可分为室温~180℃和180~580℃两个阶段,高于580℃时热解残余率基本不变;当升温速率为20 K/min时试样最大热失重率为71.51%,残余固体较少,热解较充分。热解动力学分析表明,机理模型假设为f(α)=(1-α)n1级反应时,Kissinger法求得试验样品表观活化能E为170.83 k J/mol,指前因子A为7.41×1014min-1;FWO法求得转化率α=0.3~0.5即样品处于最大热失重峰区域时平均表观活化能E为169.71 k J/mol,相关系数r可达0.99以上;两种方法计算结果吻合,模型假设合理。热解动力学参数对比表明,FR1酚醛树脂纸基印刷线路板表观活化能和指前因子分别为FR4环氧树脂线路板和聚四氟乙烯线路板的1.03倍、224倍及0.76倍、48倍,更易进行热解反应,对其进行热解焚烧连续处置具有可行性。     

磷-硼协效阻燃的云南松燃烧性能和热解动力学

为探讨磷-硼协效阻燃体系对云南松燃烧性能和热解动力学的影响,利用极限氧指数(LOI)测定仪、木垛法、锥形量热仪和热重(TG)分析等手段,开展有关磷酸二氢铵和硼砂协效阻燃的云南松的燃烧性能和热解特性的试验研究,并运用Kissinger和Flynn-Wall-Ozawa模型分析其热解动力学。结果表明:磷酸二氢铵和硼砂复配使用对云南松有较好的协效阻燃作用;当磷酸二氢铵和硼砂质量比为4∶1时,所阻燃的云南松的热释放速率(HRR)和总释放热(THR)相比于纯云南松分别下降了62.8%和56.5%,LOI高达66.5%;磷酸二氢铵和硼砂协效体系通过提高云南松热解的表观活化能有效增强了云南松的高温稳定性、成炭能力和阻燃性能。     

硬木地板材料和棉花秆的变氧浓度热解燃烧表观动力学的实验研究

本文采用TG-FTIR分析方法深入研究了火场中硬木地板材料和棉花秆变氧浓度燃烧过程,深入分析了氧浓度对纤维物质燃烧表观热失重影响;通过大量的动力学参数计算得出了可燃物的表观活化能与实际氧浓度成线性关系;分析了氧浓度对木材燃烧气体产物的影响,并探索了氧浓度影响热解和燃烧的机理。     

基于活化能指标的煤自燃倾向性及发火期研究

在煤的自燃及热分析动力学的基础上,结合对神东矿区3种煤样进行了热重实验,运用热重分析手段对煤从常温到燃点之间的氧化热解过程进行了研究。运用不同动力学机制模型函数分别对热重分析数据进行了处理和相关性分析,结果表明煤炭氧化热解过程符合一级化学反应动力学机制,据此求出活化能等动力学参数。对基于活化能指标的煤的自燃倾向性及自然发火期进行了初步研究。经过研究发现,该方法是科学的、客观的。     

锌对果蝇寿命及生殖力的影响及其可遗传性

为了分析微量元素锌对动物体寿命和生殖力的影响及这种影响是否具有可遗传性,以黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)Canton S品系为材料,应用生存试验及统计分析方法检测不同质量浓度锌处理亲代果蝇后,亲代果蝇及其未受处理F1代果蝇寿命和生殖力变化。结果表明,培养基中添加质量浓度为0.026 g/L、0.052 g/L、0.104 g/L的锌均可延长亲代及未受处理F1代果蝇平均寿命、中间寿命、最高寿命及90%死亡时间,并增强其生殖力,其中0.052g/L质量浓度影响最为明显。添加高质量浓度(0.260g/L)锌可使亲代果蝇缩短寿命、丧失生殖能力。表明适当质量浓度的锌可以延长果蝇寿命,增强其生殖力,并且这种影响可遗传到子一代。     

碳纤维含量对球形非金属阻隔防爆材料防爆性能的影响

在临界起爆能和高起爆能条件下,对装填碳纤维含量分别为6.5%、8.0%、9.5%和 11.0%球形非金属阻隔防爆材料的油箱进行等效静爆试验,探究球形非金属阻隔防爆材 料中碳纤维含量对其防爆性能的影响。利用红外热成像仪、高速摄像机分别记录油箱爆 炸火球的温度场参数及爆炸过程,并与未填装阻隔防爆材料的油箱进行对比。试验结果 表明:在临界起爆能条件下,装填4种材料的油箱均有一定阻燃防爆效果,油箱爆炸产 生的燃料云团面积有依次减小的趋势;在高起爆能量条件下,4种材料的外场防爆性能 分数分别为16.93、22.04、32.51、94.18,材料的防爆能力随着碳纤维含量的增加而增 强。     

复掺轻骨料纤维喷射混凝土力学及导热性能试验研究*

为有效隔绝高地温公路隧道、深部高温巷道施工过程中的围岩散热,利用正交试验方法,以不同复合陶粒、陶砂掺量、聚丙烯纤维为影响因素,设计出1种隔热效应的轻骨料纤维喷射混凝土（Lightweight Aggregate Fiber Shotcrete,LAFS）,进行含水率、抗压、劈裂抗拉及导热性能试验,并借助X射线衍射、扫描电镜对LAFS进行机理分析。结果表明:3种因素对LAFS力学及导热性能的影响程度均为陶粒掺量>陶砂掺量>聚丙烯纤维掺量,本试验条件下,复合双掺陶粒、陶砂分别取代石子、砂子的最佳体积率为12%,6%,聚丙烯纤维的最佳掺量范围为0.2%~0.3%。建立的LAFS各性能预测模型可为工程应用LAFS确定其配比时提供试验依据。     

秸秆生物质炭的制备及吸附性能研究

将麦秆、向日葵秆和玉米秆低温热解制备生物质炭。采用傅里叶红外光谱、X射线衍射等仪器对其结构进行了表征。研究了热解温度、溶液p H值、初始浓度、吸附时间以及吸附剂用量等因素对各生物质炭吸附亚甲基蓝效果的影响。实验结果表明,3种生物质炭均含有多孔的微晶炭,表面存在大量的活性-OH,-COOH等基团,对亚甲基蓝有较强的吸附作用;在最佳吸附条件下,玉米秆炭、向日葵秆炭以及麦秆炭对亚甲基蓝的吸附容量分别为26.6,26.2,14.7 mg/g。     

锂离子电池热解气体爆炸极限测定及其危险性分析

为定量研究锂离子电池热失控的危险性,利用锂离子电池在滥用条件下释放气体的种类及体积分数,计算锂离子电池热解气体爆炸极限并研究锂电池荷电状态对热解气体爆炸极限的影响。结果表明:在一定热失控条件下锂离子电池荷电状态为100%时其热解气爆炸下限为6.22%,上限为38.4%,在相同热失控条件下,锂离子电池热解气体的爆炸极限范围随着荷电状态的升高而增大,锂电池的荷电状态对热解气体的爆炸上限影响较大而对爆炸下限影响较小。在相似条件下,锂离子电池热解气体的爆炸极限范围比普通烃类气体大,一旦锂电池发生热失控会对锂离子电池运输造成潜在威胁。     

水膜预湿行为对典型保温材料燃烧抑制实验研究*

为探索喷淋形成水膜的预湿行为对外立面典型保温材料燃烧抑制机理,采用自建水膜预湿抑制保温材料燃烧实验装置,研究外加辐射作用下,水膜流率对聚苯乙烯（PS）保温材料表面出现干斑、变形和熔融的影响规律。结果表明:实验结束时PS材料表面水膜出现干斑、材料发生变形和熔融面积占比均与无量纲辐射强度呈正相关;PS材料表面水膜出现干斑、材料发生变形和熔融的时间随着无量纲辐射强度增大呈先变小后稳定的趋势;实验条件下,PS材料表面水膜出现干斑、材料发生变形和熔融的临界无量纲辐射强度分别为0.002 0,0.002 6,0.003 3。水膜预湿行为会很大程度阻止保温材料的熔融热解燃烧,为灭火救援提供一定的理论参考。     

聚苯胺和氮化硼协效阻燃棉布的制备及性能研究

使用聚苯胺(PANI)与氮化硼(BN)作为阻燃体系,采用一步法对棉布进行阻燃改性,研究了PANI与BN的配比对Cotton-PANI-covered BN复合材料形貌的变化以及对阻燃性能、热稳定性的影响。由扫描电镜(SEM)和全反射傅里叶红外(ATR-FTIR)测试结果可知,PANI成功生长在棉布纤维表面。另外由于PANI的粘附性,BN能被粘附在棉织物表面,从而形成更为致密的包覆结构。研究发现,PANI和BN的存在,能大大提高棉布的热稳定性和成炭性。当PANI的浓度为2.7 wt%,BN的浓度为5.9 wt%时,改性棉布的残炭量能达到8.9%,比纯棉布(0.6%)增加了约14倍。同样,垂直燃烧实时图像能看出PANI/BN改性的棉布的残炭量更高,炭层也更完整,表明PANI和BN具有优良的阻燃效果。     

Making hybrid mixture explosions a common case

Explosions of gas-dust hybrid mixtures have long been considered as particular cases encountered in specific industrial contexts. However, it should be reminded that during the explosion of an organic powder, the presence of a hybrid mixture composed of the dust itself and its pyrolysis gases is compulsory. On these premises, an experimental study to determine the role of cellulose pyrolysis products (gaseous, condensable and solid) on the global phenomenon is presented. Hybrid mixture explosion tests were exploited to carry out the investigation. The G-G furnace and the 20 L sphere were employed. Several experimental strategies were chosen to demonstrate the impact of pyrolysis reaction on the explosion of organic powders: i) the fuel equivalence ratio of the reactive mixture (case 1), or ii) the mass of reactants (case 2) were respectively kept constant, iii) the effects of water vapor, char and tar were tested. They were next compared to identify the most suitable one. The two first experimental approaches lead to significantly different results: only case 2 keeps the maximum explosion pressure almost constant, but maximum rate of pressure rises and deflagration index greatly decrease when the pyrolysis gases concentration decreases, which highlights the importance of the pyrolysis reaction on the explosion kinetics. It should also be stressed that the maximum explosion severity is not obtained for the pure gases but when a small dust content is added. The same evolution is observed when a small amount of char is introduced to pyrolysis gases, which underlines the influence of the radiative transfer. Adding small amounts of tar to cellulose tends to increase its explosion severity. However, this impact is less than that generated by the addition of pyrolysis gases.     

Suppression of different functional group modified powders on 9.5% CH4-air explosion and molecular simulation mechanism

Thiol and urea functionalized montmorillonite powders were successfully prepared by silane coupling agent treatments in this work. The pyrolysis characteristics, surface functional groups, and distribution of particle size of untreated montmorillonite powders (Mt), the hydroxyl functionalized montmorillonite (O–Mt), the urea functionalized montmorillonite (N–Mt), and the thiol functionalized montmorillonite (S–Mt), which was derived from the previous research, were respectively characterized by utilizing the thermogravimetric differential scanning calorimetry, Fourier transform infrared spectroscopy, as well as the laser particle analyzer. The suppression effect of the S–Mt, O–Mt, Mt, and N–Mt on a 9.5% CH₄ explosion was tested in the duct system (5 L). The obtained results indicated that N–Mt and O–Mt exhibited a better explosion suppression effect than Mt and S–Mt at the same mass concentration. Additionally, the methane/air explosion suppression mechanism of these powders could be explained by molecular simulation results that indicated the negatively electrophilic potential regions exist on the surface of O–Mt and N–Mt. Moreover, NH₄∙、 NCO∙ and ∙OH radicals, which can interrupt explosive chain reactions, were easily generated by N–Mt and O–Mt.     

微波诱导热解制备小麦秸秆吸附剂及响应面优化工艺研究

以氯化锌为活化剂,通过微波诱导热解法制备小麦秸秆吸附剂,并以微波功率、热解时间和氯化锌质量分数为影响因素,碘吸附值为响应值,采用响应面法对小麦秸秆吸附剂的制备工艺进行优化。结果表明,热解时间和微波功率对碘吸附值的交互作用明显。响应面优化工艺分析,发现当热解时间4.03 min、微波功率569.0 W,氯化锌质量分数为31.24%时,碘吸附值最大,为643.33 mg/g。另外,小麦秸秆吸附等温线与I型相似,吸附剂的微孔容积为0.238 4cm³/g,吸附剂的BJH孔径分布表现窄小,最高峰出现在2.1nm左右。处理Cr(VI)废水的吸附试验,发现Cr(VI)的去除率可以达到70%以上。研究表明,微波诱导热解法及响应面优化工艺制备的小麦秸秆吸附剂技术可行且具有良好的重金属废水处理应用前景。