简介:该文是关于彩钢板和热稳定性类学士学位论文范文和性能相关开题报告范文.
摘 要：金属面EPS夹芯板是目前应用最为广泛的一种新型保温材料.近年来,随着彩钢板建筑的大规模建设和使用,EPS夹芯板作为建筑材料暴露出了自身存在的巨大火灾隐患.本文以EPS彩钢板为研究对象,对EPS芯材的燃烧性能与热稳定性进行分析,结果表明,EPS彩钢板芯材的热失重速率最大的温度为403.7℃.
关键词：金属面EPS夹芯板;燃烧性能;热稳定性
金属面夹芯板,也叫做彩钢夹芯板,是广泛使用的建筑型材料,由外层的彩色烘烤涂装型钢板和内部不同类型材质的泡沫芯材经过黏结压合组成.目前应用最广泛的彩钢夹芯板为EPS彩钢夹芯板,其芯材为可发性聚苯乙烯泡沫EPS——主要是通过苯乙烯悬浮聚合后添加发泡剂来制备,具有蜂窝式多面体型特殊结构[1-2].正是由于这种均匀封闭空腔结构及其自身稳定的理化性质,EPS具有绝佳的保温隔热性能.此外,EPS还具有优异的缓冲性、抗冲击性、抗老化性,并且自身不吸水、重量轻、成本低[3],故而它在建筑行业竞争中具有相当大的优势,使用EPS保温板作为外墙体保温材料的占有率更是高达85%[2],已占据中国市场上的很大份额.EPS彩钢板在得以建设和广泛应用的同时,由于材料本身的可燃性、相关产品标准的局限以及施工存放时的防火措施不当等原因,由其引发的火灾事故时有发生,且现在市面上很多粗制滥造的EPS彩钢板的燃烧分级仅达到B3级[3],从消防安全的角度来看,EPS彩钢板在各类彩钢板中的火灾危险性最大,故对其防火性能的研究应当引起足够重视.
目前,国内外研究人员针对EPS等外保温材料火灾安全的研究,多从有机保温板的材料性能、防火性能、施工过程等出发,研究其火灾隐患、事故原因以及防火对策等方面,专门针对EPS彩钢板消防安全的研究,主要有燃烧特性、火灾蔓延特征、火灾危险性、针对火灾危险性的预防措施等.在燃烧性能方面,S.Mehta[4]用TG和DSC研究了EPS的热降解过程,提供了EPS受热收缩、熔融、热解等现象对应的温度值;汤子强[5]用热重分析仪研究了EPS热解过程,得到了EPS热解反应动力学的基本参数.本文主要利用锥形量热仪和同步热分析仪对EPS彩钢板芯材的火灾危险特性进行讨论分析.
1.实验设备
iCone classic锥形量热仪
耐驰（NETZSCH）STA449F3型同步热分析仪
2.实验内容
2、1利用锥形量热仪对芯材进行燃烧性能测试
将EPS彩钢板芯材裁剪为100mm×100mm×13.36mm,重0.63g的样品,利用锥形量热仪对其自身燃烧性能相关参数进行测量,并由测量结果绘制EPS芯材的HRR与THR曲线,以此分析其火灾危险性.实验设定热辐射条件是为50Kw/㎡.
2、2利用同步热分析仪对芯材进行热重分析
将EPS泡沫剪碎,用电子天平称取5mg样品,利用同步热分析仪对其进行热重实验.设定样品在空气气氛下以10℃/min的升温速率加热至最高温度600℃.利用origin软件对实验数据进行处理,绘制芯材的TG与DTG曲线,获得其质量随温度的变化关系.
3.EPS彩钢板芯材的燃烧性能测试与热重分析
EPS彩钢板的金属面板是热的良导体,当受到外部加热时,EPS芯材受热极易收缩熔融,温度持续升高,则极有可能着火燃烧,且这种燃烧在板间进行,不易被发现.考虑芯材燃烧对彩钢板受火痕迹的影响,对其芯材进行燃烧特性的测试与热重分析.
3、1利用锥形量热仪对芯材进行燃烧性能测试
锥形量热仪是当前能够表征材料燃烧性能的最为理想的实验仪器,其所得实验数据能够较准确的评价材料在火灾中的燃烧行为.为探究EPS彩钢板芯材的燃烧性能,实验通过锥形量热仪进行相关测量.
由测量结果绘制EPS芯材的HRR与THR曲线,如图1所示.
图1示出的是实验用EPS泡沫的热释放速率与总释放热随时间的变化曲线.结合数据可知,EPS泡沫达到的最大热释放速率为67Kw/㎡,初始状态至热释放速率达到最大仅用时50s.总释放热为2.64KJ/㎡.实验用EPS泡沫在测试过程耗氧1.57g,质量损失3.04g,总生烟量0.65g.
其他具体相关特性参数如表1所示.
3、2利用同步热分析仪对芯材进行热重分析
为探究EPS彩钢板芯材的热稳定性,实验利用同步热分析仪对其进行热重分析.由测量结果绘制EPS芯材的TG曲线,利用origin软件对TG曲线进行一次求导获得DTG曲线.如图2所示.
（1）由曲线图可知,EPS泡沫发生热分解的过程可以大致分为三个阶段.
第一阶段,即从开始升温至外延起始温度.在这个过程中,EPS泡沫重量无较大变化,但已经出现热分解的趋势.
第二阶段,外延起始温度至外延终止温度.这个阶段是EPS发生热分解的主要阶段,损失质量最多.EPS发生热分解的过程中,速率先增大,达到最大后逐渐减小.在温度为403.8℃时,达到最大热解速率.
第三阶段,外延终止温度至实验结束.过程中还存在小部分的热分解反应,质量损失不大.
实验所得外延起始温度Te、最大失重温度TPi、外延终止温度Tf如表2所示.
实验中由于电子天平自身带有误差,不能保证样品质量完全准确,加上气氛等因素的影响,因此实验数据存在一定的误差.
（2）通过实验,可对EPS芯材热稳定性进行分析总结.
通过实验,可以初步掌握EPS彩钢板芯材的热反应区间及反应特点.EPS作为一种可发性聚苯乙烯泡沫,自身易发生热分解反应.它在受热温度达到100℃时即开始软化,温度升高至150℃时,开始收缩并熔化,至200℃时开始熔融,熔融物呈黑色焦油状液体,同时释放出CO等有毒气体.其闪点温度为360℃,继续受热使温度达到380℃时,开始持续燃烧并释放出大量的热量与黑烟.在本次实验中,EPS芯材在温度低于300℃时即开始发生热解反应,至400℃时反应基本完成,500℃以后实现完全分解,最大失重分解温度为403.8℃,与上述温度一致.
4.结论及展望
4、1结论
本文以金属面EPS夹芯板,及EPS彩钢板为研究对象,开展了对其芯材的燃烧性能与热稳定性的研究与讨论,现将本文分析处理得到的实验结论总结如下：本文得到EPS泡沫HRR、THR、TG与DTG曲线,得到最大热释放速率为67Kw/㎡,初始状态至热释放速率达到最大仅用时50s.总释放热为2.64KJ/㎡.EPS芯材发生热分解的过程可以大致分为三个阶段,其中第二阶段为主要反应阶段,在温度低于300℃时开始热解,至400℃时反应基本完成,最大失重分解温度为403.8℃.
4、2展望
EPS彩钢板是目前生活中应用极为广泛的建筑材料,且在未来的生活中将持续占据建筑材料领域的主导位置,但EPS彩钢板火灾的发生也越来越频繁,基于火灾调查工作的难度性,对EPS彩钢板火灾痕迹特征与其受火情况关联性的研究工作十分重要.
参考文献：
[1] 聂晓胜.浅议彩钢板建筑的火灾危险性及预防措施[J].江西化工,2013（3）：218-219.
[2] 崔勇,羅睿杰,王同营,等.可发性聚苯乙烯板及其性能的探析 [J].北方建筑,2018,3（4）：64-67.
[3] 罗海龙,陈炳志.彩钢板建筑的火灾原因分析及防范措施[J].山西建筑,2014,40（14）：268-270.
[4] S Mehta.Thermal degradation of foamed polystyrene[J].J Mater Sci, 1995,30（11）：2303-2306.
总结：上文汇总，上文是一篇适合不知如何写性能方面的大学硕士和本科毕业论文的毕业生以及可作为关于彩钢板和热稳定性论文开题报告和相关职称论文课题写作参考文献资料.
性能引用文献:
[1] 火灾学年毕业论文范文 关于彩钢板和建筑类论文怎么撰写2万字
[2] 环化蛋白的热稳定性研究提纲 论文大纲范本大全
[3] 性能测试论文范文 性能测试方面毕业论文开题报告范文2万字
