武汉理工大学安全科学与应急管理学院，湖北 武汉 430070
收稿日期:2020-08-12修回日期:2020-10-05出版日期:2021-09-28发布日期:2021-09-28通讯作者:潘文砚基金资助:碳氢可燃物碳黑生成特性及普适数值模型的研究Effects of expanded graphite and carbon nanotubes on fire spread characteristics of PMMA
Ke LIU, Ying ZHANG,Wei ZHANG, Shuxian WU, Wenyan PAN*Department of Safety Science and Engineering,Wuhan University of Technology, Wuhan, Hubei 430070, China
Received:2020-08-12Revised:2020-10-05Online:2021-09-28Published:2021-09-28摘要/Abstract
摘要： 通过熔融共混法制备了9种PMMA复合阻燃材料，对其进行小尺寸的水平火蔓延实验研究，对比分析了可膨胀石墨(EG)和碳纳米管(Carbon Nanotube, CNTs)阻燃剂的加入对材料燃烧特性的影响，主要研究了火蔓延速度、火焰形态、固相温度、质量损失速率等火蔓延特性参数变化规律。结果表明，EG能产生阻燃效应，随EG含量增加，复合材料的火蔓延速度、质量损失速率、表面热流密度均有所减小；CNTs表现出拮抗和协同阻燃的复合效应。EG含量较低时，添加1% CNTs反而会使火蔓延速率加快；随着EG含量增加，拮抗作用逐渐消失，最后表现为协同阻燃，原因是CNTs的高热导率、“灯芯效应”促进表面燃烧作用和EG/CNTs体系阻燃性之间存在竞争关系；添加EG和CNTs前后，火蔓延过程中表现出明显不同的燃烧行为，未添加阻燃剂前PMMA会产生熔融滴落物积聚成池火，表现为明显的热塑性材料燃烧特征；加入EG和CNTs后则会形成碳层，表现为明显的可碳化材料燃烧特征。
引用本文
刘珂 张英 张威 吴淑娴 潘文砚. 可膨胀石墨和碳纳米管对PMMA火蔓延特性的影响[J]. 过程工程学报, 2021, 21(9): 1054-1063.
Ke LIU Ying ZHANG Wei ZHANG Shuxian WU Wenyan PAN. Effects of expanded graphite and carbon nanotubes on fire spread characteristics of PMMA[J]. The Chinese Journal of Process Engineering, 2021, 21(9): 1054-1063.
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