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橡膠,塑料電綫電纜的燃燒(shāo)過(guò)程 橡塑(sù)電綫電(diàn)纜(lǎn)的燃燒過程(chéng),由 冷(lěng)態起燃 → 自(zì)身(shēn)延(yán)燃(rán) → 火焰熄滅 ,延燃(rán)距離和(hé)熄(xī)滅時(shí)間(jiān),取決(jué)於橡塑材料的阻燃(rán)特性,也取(qǔ)決電(diàn)纜結構(gòu)和(hé)規格(gé),燃(rán)燒過程可經(jīng)歷以下4個或(huò)5個(gè)階(jiē)段(duàn): 1. 加熱,熔融和解(jiě)聚(jù) 首先(xiān),在加熱(rè)階(jiē)段,高聚(jù)物由(yóu)於受(shòu)熱(rè)而溫度上升,機械強度(dù)降低,繼而(ér)軟化(huà),變成(chéng)粘稠(chóu)的類似(sì)膠(jiāo)狀(zhuàng)物質,分(fēn)子間的鍵(jiàn)斷裂而解聚(jù)。這種(zhǒng)場合,有(yǒu)時(shí)是在(zài)缺(quē)氧情況下的(dí)解(jiě)聚(jù),有(yǒu)時(shí)則(zé)氧和(hé)熱同時存在情(qíng)況下的解聚。若解(jiě)聚(jù)反(fǎn)應(yīng)是(shì)吸(xī)熱反(fǎn)應(yīng),則溫度(dù)下降;若是放(fàng)熱反應(yīng),則溫度上升(shēng),這與(yǔ)高(gāo)聚物的比熱,熱導率(shuài),熔(róng)解(jiě)熱(rè)和(hé)蒸(zhēng)發(fā)潛(qián)熱等有(yǒu)關。 2. 分解 高聚物(wù)的(dí)分解,隨(suí)高(gāo)聚物的(dí)結構和組成,溫度的高低,升溫速度,生成(chéng)揮發(fā)成分(氣(qì)體)的(dí)速(sù)度,吸熱或發熱(rè)等的(dí)不同而(ér)有不同的(dí)分解(jiě)反(fǎn)應(yīng),與(yǔ)分解(jiě)溫(wēn)度,分解潛(qián)熱和(hé)分解(jiě)產(chǎn)物(wù)有關。一般而(ér)言,幾乎所(suǒ)確(què)的(dí)高(gāo)聚物(wù)在分解階段(duàn)都會發生(shēng)如(rú)下的變化: (1) 產生可燃燒(shāo)的(dí)氣體和(hé)不可燃(rán)燒的氣(qì)體(tǐ); (2) 部分高(gāo)聚物(wù)分解而液化; (3) 生成炭化物(wù)而固化; (4) 生成(chéng)微(wēi)粒(lì)炭(tàn)的煙塵。 3. 著火和(hé)燃(rán)燒 當(dāng)高聚物由於受熱分解,所(suǒ)產生(shēng)的可燃燒氣體與空氣混合到達可燃濃度範(fàn)圍(wéi)時(shí),即發生著(zhuó)火,並(bìng)由其產(chǎn)生(shēng)的燃(rán)燒熱(rè)使氣(qì)相,液(yè)相,固(gù)相(xiāng)溫度(dù)上升,燃燒(shāo)得(dé)以維持。在(zài)這(zhè)一階段,主要的影響(xiǎng)因素是(shì)可燃性氣體與空氣(qì)中(zhōng)的氧的擴散速(sù)度和(hé)高(gāo)聚物(wù)材(cái)料的燃燒(shāo)熱。 4. 繼續(xù)延燃 要(yào)使燃(rán)燒向(xiàng)相(xiāng)鄰(lín)部分傳播(bō),必(bì)須補(bǔ)充(chōng)在燃(rán)燒過程(chéng)中(zhōng)散失(shī)的(dí)熱(rè)量(liáng)所需的(dí)燃燒(shāo)熱。因(yīn)此延(yán)燃與高(gāo)聚物(wù)材(cái)料(liào)的燃燒熱有關(guān),也受(shòu)高聚物(wù)表(biǎo)麵(miàn)狀(zhuàng)況(kuàng),曝露(lòu)程度(dù)等的(dí)影響。在高聚物(wù)的燃(rán)燒過(guò)程中,顯(xiǎn)然熱分(fēn)解(jiě)是(shì)一個(gè)至關(guān)重要的(dí)步驟(zhòu)。由(yóu)於高聚物熱分解所產(chǎn)生(shēng)的各(gè)種碳(tàn)化(huà)氫產物,在燃燒過(guò)程中所產生的(dí)自(zì)由基的活性非(fēi)常(cháng)大。因此,在沒(méi)有(yǒu)從外(wài)界(jiè)獲取熱能(néng)(指燃燒燈(dēng)具)的情況下,就(jiù)能(néng)與(yǔ)外部的分子互相反應(yīng),並可生(shēng)成(chéng)新的自(zì)由基(jī),如(rú)此(cǐ)的反應(yīng)接(jiē)連不斷(duàn),使全部反(fǎn)應連(lián)鎖(suǒ)地(dì)進(jìn)行。這就(jiù)是(shì)所謂高聚物(wù)在(zài)燃(rán)燒過程中(zhōng)的連(lián)鎖(suǒ)反應。 5. 火焰自(zì)熄(xī) 火焰自熄並(bìng)不(bù)是必(bì)然的(dí)過程(chéng),在單根電(diàn)纜(lǎn)燃(rán)燒(shāo)試驗時,當(dāng)外(wài)界燃(rán)燒(shāo)燈(dēng)具停止供火(huǒ)後,外(wài)界(jiè)熱源(yuán)消失,在原熱源處的電纜(lǎn)開始(shǐ)降溫,導(dǎo)致加速延燃(rán)部(bù)分電纜的熱量道出,這(zhè)樣(yàng)延燃(rán)處(chǔ)電(diàn)纜,若其產生(shēng)的(dí)熱(rè)量,不足(zú)以(yǐ)提供維(wéi)持(chí)燃燒(shāo)狀(zhuàng)態(tài),則火焰(yàn)強(qiáng)度(dù)逐漸降(jiàng)低(dī),直(zhí)至(zhì)火(huǒ)焰自(zì)熄。 二,與高聚物燃(rán)燒有關的(dí)因素(sù) 1. 比熱(rè)容 比熱(rè)容的(dí)定(dìng)義為:1 g物(wù)質溫(wēn)度升高1℃時,所需(xū)吸收(shōu)的熱量稱為比熱容(róng),高聚(jù)物的(dí)比熱容越(yuè)大,在(zài)燃(rán)燒過程(chéng)中(zhōng)的(dí)加熱(rè)需(xū)要較大的熱(rè)量,溫(wēn)度(dù)上(shàng)升速(sù)度相對慢(màn),原理上(shàng)減緩了(liǎo)延(yán)燃(rán)速(sù)度。 2. 熱(rè)導率(shuài) 熱(rè)導率又(yòu)稱導(dǎo)熱係(xì)數,是(shì)表示(shì)物質熱傳(chuán)導(dǎo)性(xìng)能(néng)的物理量。熱(rè)導率大,則散(sàn)熱(rè)大,影(yǐng)響升溫(wēn)速度(dù),相(xiāng)對減緩了延燃速度(dù)。 3. 分(fēn)解(jiě)溫(wēn)度(dù) 高聚(jù)物(wù)的(dí)燃(rán)燒為分(fēn)解燃燒,因此,隻有受熱(rè)升溫到(dào)達(dá)分解溫度及(jí)以上時才有(yǒu)可能(néng)引起燃燒。顯然熱(rè)分解溫度(dù)較低的(dí)材料,燃(rán)燒(shāo)的(dí)可能(néng)較大。 4. 燃燒(shāo)熱 高(gāo)聚(jù)物(wù)燃(rán)燒(shāo)一(yī)般都是(shì)放(fàng)熱反應,燃燒熱(rè)的(dí)定(dìng)義(yì)為(wéi):1 g高聚(jù)物充分燃燒時所發出的(dí)熱(rè)量。燃燒熱是維(wéi)持燃(rán)燒(shāo)及(jí)延(yán)燃的重要(yào)因素。顯然燃(rán)燒熱很低的材料常(cháng)不足以(yǐ)維(wéi)持延(yán)燃(rán)狀(zhuàng)態。 5. 閃(shǎn)點和自燃點 當(dāng)高聚(jù)物(wù)受熱(rè)到達(dá)閃點時,即(jí)使有明火引燃(rán)也不致燃燒(shāo),但閃(shǎn)燃(rán)可引(yǐn)起易爆氣(qì)體(tǐ)的爆(bào)炸(zhà)。若(ruò)高聚物達(dá)到(dào)自(zì)燃點(diǎn),即使沒(méi)有明(míng)火,也(yě)能自(zì)燃。 6. 火焰(yàn)溫度 火焰(yàn)溫度也(yě)是(shì)維(wéi)持燃燒(shāo)的(dí)重要(yào)因素,絕(jué)大部分高聚物燃燒時的(dí)火焰溫度達到2000℃左(zuǒ)右。 7. 氧(yǎng)指(zhǐ)數(shù) 氧(yǎng)指(zhǐ)數(shù)(OI)的(dí)定(dìng)義(yì)為:剛(gāng)好維持高聚(jù)物燃(rán)燒時(shí)的混(hùn)合(hé)氣(qì)體(tǐ)中(zhōng)zui低(dī)氧(yǎng)含(hán)量的體(tǐ)積百分率(shuài)。測(cè)定(dìng)氧指(zhǐ)數與(yǔ)環(huán)境溫度(dù)有關(guān),通常是指環(huán)境溫(wēn)度(dù)為(wéi)20℃時(shí)測(cè)定的(dí)數(shù)值。氧(yǎng)指數是衡(héng)量(liáng)高聚(jù)物材料(liào)是否易燃(rán)的一(yī)項(xiàng)重要指標,氧(yǎng)指(zhǐ)數(shù)越(yuè)小(xiǎo),則(zé)越容易燃(rán)燒。空(kōng)氣的含(hán)氧濃度為20.9%,氧指數在21以下的(dí)高(gāo)聚物(wù),一(yī)般(bān)都(dū)能(néng)在(zài)空(kōng)氣中很(hěn)容易點燃(rán)。此外(wài),氧指數(shù)與材(cái)料(liào)周圍的(dí)溫度有關(guān),溫度升(shēng)高,氧指數(shù)一般都降(jiàng)低,因(yīn)此對於氧指(zhǐ)數(shù)在21以上(shàng)的高聚(jù)物(wù),在高溫(wēn)情況下,也可(kě)能在空氣(qì)中(zhōng)點(diǎn)燃(rán)。 8. 燃(rán)燒(shāo)速度(dù) 各(gè)種(zhǒng)高(gāo)聚物(wù)材料(liào)的燃(rán)燒特(tè)性(xìng)不同,燃(rán)燒時(shí)的(dí)傳(chuán)播速(sù)度(dù)也(yě)不同。 三(sān),電纜(lǎn)結構的影響(xiǎng) 1. 導體規(guī)格 導(dǎo)體規(guī)格(gé)對(duì)單根電(diàn)綫通(tōng)過垂(chuí)直(zhí)燃燒試驗的(dí)影響(xiǎng)是明顯(xiǎn)的,導體(tǐ)越(yuè)大(dà),則(zé)越容易(yì)將(jiāng)熱量導出,當燃燒(shāo)燈具停(tíng)止供火(huǒ)後(hòu),大規格(gé)電(diàn)綫延(yán)燃(rán)產生(shēng)的(dí)熱量(liáng),常不足以補充導體導(dǎo)出的熱量,zui後(hòu)自行熄火。對(duì)於阻(zǔ)燃聚烯烴(tīng)絕緣綫芯(xīn),2.5 mm2 以下的(dí)電(diàn)綫,較難(nán)通過(guò)單根電綫通(tōng)過(guò)垂(chuí)直燃燒(shāo)試驗(yàn)。 2. 金(jīn)屬密封(fēng)或半密封層 有(yǒu)些電纜必(bì)須采(cǎi)用(yòng)純聚(jù)乙烯(xī)絕緣(yuán),聚乙(yǐ)烯(xī)容(róng)易分(fēn)解(jiě)和氣(qì)化。電纜(lǎn)結構中,常(cháng)考慮(lǜ)采用阻燃隔離(lí)層和高阻燃護(hù)套(tào),但不一定能*避(bì)免(miǎn)可燃氣(qì)體釋(shì)放到電纜(lǎn)周邊,如(rú)果釋放的數量較大,仍可促使電纜繼續延燃。在(zài)電纜結(jié)構(gòu)的適(shì)當位置(zhì),增加(jiā)金屬密(mì)封層或金屬半密(mì)封層,可(kě)防(fáng)止大量(liáng)可(kě)燃(rán)氣(qì)體(tǐ)泄(xiè)出,有效製止延(yán)燃狀(zhuàng)態。 3. 可(kě)燃物質(zhì)與不可(kě)燃物(wù)質的(dí)比(bǐ)例(lì) 可燃物(wù)質與(yǔ)不可燃物質的(dí)比例(lì)越大(dà),則延(yán)燃(rán)的(dí)可能性(xìng)越大(dà),反(fǎn)之(zhī),則延燃可(kě)能(néng)性小。這(zhè)一(yī)點於上述導體規(guī)格的影(yǐng)響非常相似。
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