高聚物的燃燒課件

2.7高聚物燃燒（1）加熱熔融（2）熱分解（3）著火燃燒2.7.1聚合物的燃燒過程2.7.2高聚物燃燒普遍特點（1）發(fā)熱量高；（2）燃燒速度快；（3）火焰溫度高；（4）有熔滴；（5）產(chǎn)物毒性大。高聚物燃燒熱高聚物燃燒熱軟質(zhì)聚乙烯硬質(zhì)聚乙烯聚乙烯聚苯乙烯丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物聚酰胺（尼龍）聚碳酸脂聚甲基丙烯酸甲脂46.6145.8843.9640.1835.2530.8430.5226.21聚氯乙烯賽璐珞縮醛樹脂聚異丁烯酚醛樹脂聚四氟乙烯氯丁橡膠醋酸丁脂纖維素18.05～28.0317.3016.9316.0413.474.2023.43～32.6423.68發(fā)熱量高木材（14.64kJ/g）、煤（一般23.01kJ/g）

高聚物燃燒速度高聚物燃燒速度聚乙烯聚丙烯聚丁烯聚苯乙烯苯乙烯－丙烯腈共聚物丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物聚甲基丙烯酸甲脂縮醛聚碳酸脂聚苯醚聚砜氯化聚醚密胺，甲醛樹脂7.6～30.517.8～40.627.912.7～63.510.2～40.625.4～50.815.2～40.612.7～27.9自熄自熄自熄自熄自熄硝酸纖維素醋酸纖維素三醋酸纖維素乙基纖維素氯化聚乙烯聚氯乙烯聚偏二氯乙烯尼龍6，66，610，11脲醛樹脂硅橡膠聚四氟乙烯聚三氟氯乙烯氟化乙烯－丙烯共聚物迅速燃燒12.7～50.8自熄27.9自熄自熄自熄自熄自熄自熄不燃不燃不燃燃燒速度快高聚物在燃燒（或分解）過程中，會產(chǎn)生二氧化碳、一氧化碳、氧化氮、氯化氫、氟化氫、二氧化硫和光氣（COCl2）等一系列有害氣體，加上缺氧窒息作用，對火場人員的生命安全構(gòu)成極大威脅。燃燒產(chǎn)物中除含有大量的二氧化碳、一氧化碳外，還含有各種各樣的固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)熱分解和燃燒產(chǎn)物。2.7.3高聚物燃燒產(chǎn)物的毒性

（1）只含碳和氫的高聚物，如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等，易燃但不猛烈，離開火焰后仍能持續(xù)燃燒，火焰呈蘭色或黃色，燃燒時有熔滴，并產(chǎn)生有毒的一氧化碳氣體。（2）含有氧的高聚物，如有機玻璃、賽璐璐等，易燃且猛烈，火焰呈黃色，燃燒時變軟，無熔滴，并產(chǎn)生有毒的一氧化碳氣體。（3）含有氮的高聚物，燃燒情況比較復雜，如脲甲醛樹脂為難燃自熄；三聚氰胺甲醛樹脂為緩燃緩熄；尼龍為易燃以燼。它們在燃燒時都有熔滴，并產(chǎn)生一氧化碳、氧化氮有毒氣體和氰化氫劇毒氣體。2.7.4各類高聚物燃燒的主要特點2.7.4各類高聚物燃燒的主要特點（4）含有氯的高聚物，如聚氯乙烯等，硬的為難燃自熄，軟的為緩燃緩熄，火焰呈黃色，燃燒時無熔滴，有炭瘤，并產(chǎn)生氯化氫氣體，有毒且溶于水后有腐蝕性。（5）含有氟的高聚物，實際上不燃，但加強熱時，能放出腐蝕毒害性的氟化氫氣體。（6）酚醛樹脂，無填料的為難燃自熄，有木粉填料的為緩燃緩熄，火焰呈黃色，冒黑煙，放出有毒的酚蒸氣。纖維名稱燃燒過程及灰燼狀態(tài)錦綸接近火焰時，邊熔融邊緩慢燃燒，燃燒時冒白煙，有刺鼻的氣味，灰燼為褐色玻璃球硬塊滌綸接近火焰時，邊熔融邊冒黑煙燃燒，有芳香氣味，灰燼為黑褐色玻璃狀物晴綸接近火焰時，邊收縮邊熔融邊燃燒，有特殊氣味，灰燼為脆而不規(guī)則的黑色塊狀物維綸接近火焰時，軟化收縮并緩慢燃燒，有特殊的臭味，灰燼呈黑褐色不規(guī)則塊狀物丙綸接觸火焰時，邊熔融邊緩慢燃燒，有石蠟氣味，無灰燼，但燃剩的部分為透明球狀物氯綸接近火焰時，收縮熔融、不發(fā)火，有氯氣的刺激臭味。殘剩物呈不規(guī)則的黑色塊狀物1內(nèi)部條件受熱后能產(chǎn)生剛性結(jié)構(gòu)的、多孔性物質(zhì)（如碳）的可燃固體，具備多孔蓄熱和大面積吸附氧。2引起陰燃的熱源（1）自燃熱源（堆垛)（2）先陰燃熱源（香煙陰燃熱源）（3）有焰燃燒熄火后陰燃（死灰復燃）（4）物質(zhì)內(nèi)部熱點或外部熱流2.8.1陰燃發(fā)生條件最狡猾的陰燃殺手死灰復燃2006年1月22日5時許，武漢市商業(yè)職工醫(yī)院住院部樓梯間倉庫發(fā)生火災，270余名嬰兒、產(chǎn)婦、危重病人及其家屬被烈火圍困，造成7人死亡，11人受傷。經(jīng)查證，醫(yī)院內(nèi)三病區(qū)主任李開文因?qū)︶t(yī)院不滿，于2006年1月21日中午在二樓內(nèi)三病區(qū)醫(yī)生值班室內(nèi)縱火引起火災。明火撲滅后，內(nèi)三病區(qū)總護士長李素珍指派醫(yī)護人員將縱火現(xiàn)場清理的棉被等火災殘留物打包后，放置于二樓樓梯間保潔員倉庫內(nèi)，由于余火未熄，導致袋內(nèi)棉絮等物品長時間陰燃，發(fā)生火災。死灰復燃最容易發(fā)生在建筑物倒塌以及物資堆積這些火災場所。因此，在火災撲滅后，應仔細檢查建筑物的起火部位和構(gòu)件，看是否有余火和陰燃，發(fā)現(xiàn)后及時消滅。

最隱蔽的陰燃殺手火星四濺2005年3月6日凌晨2時30分，甘肅省銀川市大中電器超市發(fā)生火災。消防部門的調(diào)查結(jié)果顯示，這起火災的罪魁禍——陰燃的鋸末。2005年3月5日中午，在大中電器火災發(fā)生的前一天，在其第三層電焊切割施工過程中，濺落的火花曾連續(xù)3次引燃小規(guī)模的火災，施工人員或用腳踩、或倒礦泉水將火苗撲滅，誰都沒有想起對現(xiàn)場做詳細檢查。

最難纏的陰燃殺手雜物堆積2001年10月14日，江蘇省響水縣一紡織公司棉花倉庫露天堆垛突然起火。經(jīng)現(xiàn)場周密勘查和技術(shù)鑒定，火災是棉花自燃所致。棉花包內(nèi)含有大量的碎棉籽、棉籽屑等雜質(zhì)，火災發(fā)生前幾天，一直有雨，空氣濕度較高，在這樣的內(nèi)外條件下，棉纖維極易受外界濕度的影響，自行吸收或吸附空氣中的水蒸氣，并釋放熱量；此外，棉花在采摘加工過程中，難免會沾染上大量的微生物，在潮濕的情況下，微生物極易生長繁殖，使棉纖維產(chǎn)生不穩(wěn)定的物質(zhì)，同時放出熱量。有資料顯示，因發(fā)酵而產(chǎn)生的熱量可使棉花包內(nèi)部溫度升到80度左右。

區(qū)域I：熱解區(qū)。在該區(qū)內(nèi)溫度急劇上升，并且從原始材料中揮發(fā)出煙。相同的固體材料，在陰燃中產(chǎn)生的煙與在有焰燃燒中產(chǎn)生的煙大不相同，因陰燃通常不發(fā)生明顯的氧化，其煙中含有可燃性氣體，冷凝成懸浮粒子的高沸點液體和焦油等。

區(qū)域II：炭化區(qū)。在該區(qū)中，炭的表面發(fā)生氧化并放熱，溫度升高到最大值。在靜止空氣中，纖維素材料陰燃在這個區(qū)域的典型溫度為600～750℃。該區(qū)產(chǎn)生的熱量一部分通過傳導進入原始材料，使其溫度上升并發(fā)生熱解，熱解產(chǎn)物（煙）揮發(fā)后就剩下炭。對于多數(shù)有機材料，完成這種分解、炭化過程，要求溫度大于250～300℃。區(qū)域III：殘余灰／炭區(qū)。在該區(qū)中，灼熱燃燒不再進行，溫度緩慢下降。1顆粒大小；2濕度；3粉塵厚度；4外加氣流；5外加劑。2.8.2陰燃傳播速度的影響因素2.8.3陰燃向有焰燃燒的轉(zhuǎn)變1陰燃從材料堆垛內(nèi)部傳播到外部時，與氧氣接觸面積增大，轉(zhuǎn)變?yōu)橛醒嫒紵?加熱溫度升高，陰燃轉(zhuǎn)變?yōu)橛醒嫒紵?條件改變，密閉空間內(nèi)氧氣濃度增大，材料的陰燃轉(zhuǎn)變?yōu)橛醒嫒紵?.9材料阻燃處理阻燃劑：用以改善可燃材料的抗燃性，從而保護材料不著火或使火焰難以蔓延的化學物質(zhì)。2.9.1阻燃劑的種類工藝化合物反應型添加型有機阻燃劑無機阻燃劑（1）鹵系

（2）有機磷系溴系

磷酸酯鹵磷酸酯含溴芳環(huán)、螺環(huán)及籠型磷酸酯氯系

四溴雙酚A多溴聯(lián)苯醚新型溴系阻燃劑氯化石蠟敵可燃

I>Br>Cl>F有機阻燃劑

（一）捕著自由基：中止燃燒反應；（二）吸收熱量：降低燃燒區(qū)溫度；（三）覆蓋作用：隔熱和隔絕空氣；（四）稀釋作用：降低可燃氣濃度；(五)轉(zhuǎn)移效應：使纖維素不產(chǎn)生可燃氣；（六）增強效應：幾種阻燃劑協(xié)同作用。2.9.2阻燃劑的阻燃機理世界各地對阻燃劑的需求量(噸)

名稱北美西歐日本臺灣溴60000445005910016900磷酸酯(非鹵)20003300091007000磷酸酯(鹵系)20003000

2200氯系16000170005300012000氫氧化鋁1595008000045006500三氧化二銻300016000190006500其它130001750090008000總計300500124055106000422001木材的阻燃處理（1）添加阻燃劑（纖維板、木屑板）；（2）涂刷防火涂料（木材表面）；（3）浸漬處理（原木制品）

2.9.4常用阻燃外理方法：2塑料阻燃處理方法：（1）共混阻燃性差和阻燃性好的塑料；（2）在塑料中添加阻燃劑和惰性填料；（3）在塑料上接枝共聚阻燃性好的單體3防火涂料：（1）非膨脹型防火涂料（2）膨脹型防火涂料2.9.4常用阻燃外理方法：（二）抑煙化、減少有害氣體趨勢

1是采用本身生煙量較小的聚合物2加入抑煙劑使材料的生煙量降低。（1）抑煙劑（2）膨脹型阻燃劑（3）可膨脹石墨（4）無機阻燃劑2.9.5阻燃劑的發(fā)展趨勢

（三）鹵系阻燃劑趨向耐熱，耐噴霜和高分子量化方面發(fā)展1、十溴的替代品。2、

耐噴霜性，耐熱性，加工性和衛(wèi)生安全性高的阻燃劑開發(fā)2.9.5阻燃劑的發(fā)展趨勢

2.10火災中熱煙氣的毒害作用1火場中熱煙氣的一般毒害作用

缺氧高溫氣體的熱損傷