典型有機(jī)建筑保溫材料熱解動(dòng)力學(xué)行為特性研究.pdf

1、近些年來，在國(guó)家大力倡導(dǎo)建筑節(jié)能的社會(huì)背景下，保溫材料特別是有機(jī)建筑保溫材料由于其卓越的保溫隔熱性能以及成本低廉、耐壓防水等特性被廣泛應(yīng)用于建筑保溫結(jié)構(gòu)中。然而由于有機(jī)類建筑保溫材料遇火易燃且燃燒易釋放有毒煙氣，往往會(huì)引發(fā)火災(zāi)并造成巨大的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。因此，為了更好的預(yù)防火災(zāi)事故的發(fā)生，降低發(fā)生火災(zāi)事故的危險(xiǎn)性和嚴(yán)重性，深入研究這些易燃建筑保溫材料的火災(zāi)特點(diǎn)顯得尤為必要。
　　論文采用熱重-差示掃描量熱（TG-DSC）聯(lián)用技

2、術(shù)，對(duì)模塑聚苯乙烯泡沫（EPS）、聚氨酯硬泡（PU）、酚醛泡沫（PF）三種典型有機(jī)建筑保溫材料在不同參數(shù)下的熱解動(dòng)力學(xué)行為進(jìn)行研究，深入對(duì)比分析了氣氛、升溫速率等參數(shù)對(duì)三種材料的熱解動(dòng)力學(xué)參數(shù)及反應(yīng)機(jī)理函數(shù)的影響。研究發(fā)現(xiàn)：
　?。?）聚苯乙烯泡沫材料在空氣和氮?dú)鈿夥障碌臒峤馇€形狀相似，都表現(xiàn)為兩個(gè)階段，第二階段為主要失重階段且都幾乎沒有熱解殘?jiān)５獨(dú)鈿夥盏臒峤夥磻?yīng)起止溫度和峰溫高于空氣，說明有氧存在熱解反應(yīng)更易進(jìn)行。
　

3、　等轉(zhuǎn)化率法計(jì)算空氣氣氛下熱解反應(yīng)E??為144.55kJ/mol，活化能隨轉(zhuǎn)化率增加而有所增加。氮?dú)鈿夥障翬??為193.34kJ/mol，活化能在熱解初期略增加，隨后變化很小。與空氣氣氛相比，氮?dú)鈿夥障禄罨苤底兓浅Ｐ。^為穩(wěn)定。利用C-R法求得得到了聚苯乙烯泡沫在空氣氣氛下熱解機(jī)理函數(shù)屬于成核和核生長(zhǎng)A2/3描述，氮?dú)鈿夥障碌姆磻?yīng)機(jī)理函數(shù)屬于反應(yīng)級(jí)數(shù)F3描述。
　?。?）聚氨酯硬泡在空氣和氮?dú)夥諊碌臒峤馇€形狀明顯不同，

4、分別分為三個(gè)階段和兩個(gè)階段，兩種氛圍下的第一階段反應(yīng)溫度區(qū)間接近，這個(gè)階段的反應(yīng)過程相似，剩余殘?jiān)吭?％和23%，空氣氣氛熱解反應(yīng)更為徹底。
　　空氣氣氛下，聚氨酯泡沫活化能呈現(xiàn)出逐漸增大的趨勢(shì)，α在0.1~0.5，活化能值為79.11kJ/mol，0.7~0.9之間，活化能為124.58kJ/mol。氮?dú)鈿夥障翬??為139.33kJ/mol，活化能值隨轉(zhuǎn)化率的增加逐漸增加。兩種氣氛下熱解初始活化能都很小，說明聚氨酯硬泡受熱易

5、發(fā)生熱損。C-R法求得聚氨酯硬泡在空氣氛圍的熱解機(jī)理屬于一維擴(kuò)散D1描述，氮?dú)夥諊鸀橹畛珊薖-T方程B4描述。
　?。?）酚醛泡沫在空氣氛圍下的熱解曲線隨升溫速率的升高向高溫區(qū)遷移，熱解過程有兩個(gè)階段，剩余殘?jiān)s21%且主要熱失重在第二階段。酚醛泡沫受熱就發(fā)生較小熱損且初始階段的持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。等轉(zhuǎn)化率法求得E??為45.26kJ/mol，轉(zhuǎn)化率從0.1至0.2的溫度跨度大，主反應(yīng)階段晚且殘?jiān)看?，說明了酚醛不燃、難燃的特點(diǎn)。C-R