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本论文选取实际工程中常用的四种有机保温材料:模塑聚苯乙烯(EPS)、挤塑聚苯乙烯(XPS)、聚氨酯泡沫塑料(PU)和酚醛树脂泡沫塑料(PF)作为研究对象,通过热重-红外试验、烧结试验、直接受热试验和氧指数测试,分析其受热变化情况、着火条件、逸出气体规律等,并比较了热塑性塑料和热固性塑料的热稳定性和逸出气体的毒性,对更好的、正确的使用外墙保温材料具有重要意义,同时也为新型防火外保温材料的研发与应用及防火安全性相关标准的制订提供数据支持。
材料的氧指数测试结果显示都达到难燃等级。模拟开放状态和封闭状态,分别在空气气氛和氮气气氛中对材料在引燃速率10℃/min的条件下进行热重-红外试验,结合烧结影像仪测试及直接受热试验分析,得出以下结论:
1.在开放状态下,热塑性塑料受热时收缩变形,最终熔融、流动,热失重明显,初熔温度约为77℃,熔融温度约为118℃,流动温度约为200℃。逸出气体成分为二氧化碳、一氧化碳、烯烃、炔烃、有机卤代物等,毒性较大。受热过程为先由固相到液相再到气相,在熔融后继续发生分解,分解产物主要是有机物。热固性塑料受热时体积变化较小,热失重阶段少,稳定性较好。PU的逸出气体毒性较大,且烟气量很多。
2.在封闭状态下,热塑性塑料的热失重阶段较少,耐火温度较高,分解产物类型主要为二氧化碳和有机卤代物。热固性塑料的受热过程为由固相到气相,在分解后炭化,分解产物主要是二氧化碳。PF的残炭量可达46%。比较而言,PF的燃烧速度慢,发烟量少,利于火灾中人们的逃生和消防扑救。