挤塑型聚苯乙烯材料可燃性实验与分析(2)
挤塑型苯乙烯泡沫塑料（XPS）是有机保温材料中常见的一种， XPS板标准名称叫做绝热用挤塑聚苯乙烯泡沫塑料，是以聚苯乙烯树脂为主要原料加上其他辅料与聚合物，经过高温熔融的同时注入发泡剂，然后挤塑、压出、成型而制造的硬质泡沫塑料板。[3]XPS板因拥有连续均匀的表层及闭孔式蜂窝结构，这些蜂窝结构的互联壁有一致的厚度，完全不会出现空隙。XPS的主要优点：
(1)导热系数较低：XPS导热系数标准值是0.030W/(m•K)；(2)吸水率低，在长期高湿度或浸水条件下，仍能保持其优良的保温隔热性能。有资料表明，70％湿度下保持2年，XPS的热阻保留率超过80％；(3)压缩强度和抗拉强度较高，可以达到0.7MPa。
XPS的缺点：
(1) 与聚合物水泥砂浆的粘结性较差，必须用界面剂对XPS板表面处理才能达到满意的结果；(2)尺寸稳定性较差；(3)透气性较差；(4)在使用过程中开裂现象比较严重；(5)防火性能较差[4]。
XPS为热塑性高分子材料，其氧指数仅为17，遇火后易燃且易产生融滴，因此，XPS着火后活在迅速蔓延，火势不易控制。如2006年南京青少年活动中心屋顶XPS板被电焊飞溅的火花引燃，造成整个屋顶的XPS板全部被烧毁，并影响到屋顶钢结构的支撑强度，造成了极大损失[5]。2009年2月9日晚，中央电视台新址北配楼由于一场大火获得了远远高于其主楼的关注。这座配楼之所以能“喧宾夺主”，是因为那场燃烧了近6小时的大火，引起这场大火的主要原因是集中在钛合金下面的非阻燃的XPS板被烟花引燃，可燃物熔融燃烧后向下流淌，形成了火势由上向下、由外向内蔓延的特殊燃烧现象[3]。XPS板属于有机保温材料，最大的缺陷是防火安全性差，过火极易燃烧。如果要延缓XPS板的剧烈燃烧，在生产中需要添加阻燃剂，生产阻燃型XPS板。
1.2 国内外研究现状
1.3 本论文的工作
本论文拟通过实验与研究，得到红色XPS与灰色XPS的热分解差异，根据实验分析得到的结论分析灰色XPS在阻燃方面的优势。具体内容如下：
(1)通过DSC-TGA-MS-IR联用技术，测得两种XPS的量热及热重变化情况，并对分解后的逸出气体进行分析；
(2)运用合适的动力学方法对两种XPS进行分析，获得一些热分析的表征参数如活化能、指前因子等；
(3)通过锥形量热仪测得两种XPS在小尺度火灾实验中的放热和释烟状况。
2 仪器及方法简介
2.1 实验仪器
2.1．1 差示扫描量热仪
差示扫描量热仪(DSC)是在程序控制温度下测量输入到物质（试样）和参比物的能量差与温度或时间关系的一种技术。根据测量方法，又分为两种基本类型：功率补偿型和热流量型，两者分别测量输入试样和参比物的功率差及试样和参比物的温度差。DSC可检测吸热和放热效应，可测定峰面积（转变焓和反应焓）、测定表征峰或其他效应的温度和测量比热容[12]。
2.1.2 热重试验仪
热重分析（TGA）是测量样品重量即质量与温度的关系。TGA可检测样品质量的变化，测定质量变化的台阶，测定表征质量损失或质量增加曲线的温度。TGA本身不能鉴别或表征热重测试过程中逸出气体产物的性质。TGA与质谱仪（MS）或傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）的结合使这种分析成为可能。这两种技术提供的数据可以直接与测量的质量损失关联起来[13]。
2.1.3傅里叶红外光谱仪
FTIR光谱学是基于分子与近红外（12500cm-1和4000cm-1）、中红外（4000cm-1和200cm-1）和远红外（200cm-1和12.5cm-1）光谱区电磁辐射互相作用的原理。中红外区域通常被用于包含FTIR的联用技术。当红外辐射通过一个样品，根据不同的分子本性样品会吸收一定频率的能量。这引起分子或分子的不同部分官能团在这些频率下振动[13]。
上一篇：聚甲基丙烯酸水凝胶的制备研究
下一篇：对甲苯磺酸催化合成苯甲酸正己酯