探讨挤塑型聚苯乙烯保温板燃烧特性

摘 要 本文基于对挤塑型聚苯乙烯保温板性能的简单了解，对其氧指数及燃烧值进行测定及实验，针对二者的定义，进行符合其需求的实验方法和研究，从而得到了不同情况保温板性能的实验数值，有效得出其具有易于燃烧、燃烧热值较大、放热量多等特性，为实际应用提出建设性参考数据。

关键词 挤塑型聚苯乙烯保温板;燃烧特性;外墙保温

1氧指数测定实验

（1）氧指数定义。氧指数指的是样品材料在氮氧混合气体中，进行火焰燃烧试验过程中所需含氧量最低的氧体积分数，得出的数值就被称为氧指数。通常来说，氧指数数值越小，样品材料的燃点就越高，燃烧程度越旺盛，引起火灾的可能性及危险性就越大。

（2）实验方法与设备准备。在进行实验时一般都应用HC-2型氧指数测定仪对样品材料进行精准测定。需按照相关规定准备长100mm、宽6.5mm、厚3.5mm的XPS保温板样品材料，在此基础上，要准备好相关测定仪器及辅助性用具，比如：最主要的HC-2型氧指数测定仪、图像采集仪器、小刀、刻度尺等。图像采集仪器主要是通过摄像机对保温板整体燃烧过程进行摄像观察，其内部传输信号通过显示屏幕捕捉卡获得相应的数字图像，在经过微型处理后，确定试验样品的具体燃烧情況。

（3）实验结果与具体分析。将3个试验样品分成为一个小组，采用试燃法对试验样品的氧指数进行有效估算。具体方法为将一根试验样品在空气中进行引燃准备，能在空气中被点燃并保持持续处于燃烧状态直至燃尽;将试验样品夹在试样夹上，并用玻璃容器罩罩住，开启氮氧钢瓶，通过调节气瓶减压阀控制内部压力，使其始终处于0.2～0.3MPa，然后通过调节仪器微量调节阀，促进内部氮气与氧气保持平稳状态流过流量计，避免出现较大浮动，检查验仪器压力表保证其数值停于0.1MPa。待到燃烧结束后，对燃烧筒进行冲洗保持30s左右。第三次试验则需用长度为6～25mm火焰点燃试样样品的一端，引燃后立即撤离火源并快递启动秒表。通过不同方法对试验样品的测定，最终得出最低样体积分数，从而可知XPS保温板的氧指数大约处于18.5左右[1]。

2燃烧值实验

（1）燃烧值定义与实验原理。燃烧值的实质就是指固定单位质量的可燃物在固定环境中进行完全燃烧，其燃烧过程中释放出的热量就是所谓的燃烧值，通常来说，燃烧值越大，释放的热量就越多，同氧指数正好相反。

（2）实验原理。在具体的实验过程中，通常都将固有定量的试验样品放置在充有过量氧气的氧弹内进行燃烧反应，其在燃烧过程中释放出来的热量会被周围存在的水吸收，因此，可以利用水温对发热量进行合理计算，可以利用已知热值的基准物的热容量，得到仪器的量热温度固定阶段性上升所吸收的热量数值，在此基础上将装有一定量试验样品以及过量氧气的密闭氧弹放置在盛有定量水的容器中，直至样品燃烧殆尽，通过放出的热量传导引起水温升高，然后对燃烧前后的水温差进行精准测量，从而得出有效燃烧值。

（3）试验样品处理及装置。本次实验的样品材料是挤塑型聚苯乙烯保温材料的微小颗粒，主要是由整体材料在粉碎机进行粉碎后得出，且由相应的实验装置进行配置的制丸装置所得出的试验样品。燃烧值测定的主要装置主要分为三部分。建材制品燃烧热值实验装置。其试验装置的型号、产地及具体应用都在一定程度上呈现不同的状态。其主要是应用于恒定热容量的氧弹量热仪中，达到有效测定材料燃烧热值的目的。从整体运作方面看，该实验装置主要通过计算机进行实时监控和具体控制，整体操作系统主要包括计算机、量热氧弹以及温度测量仪器三个部分重要组成部分。根据经验来看，通常采用的计量物标准物质为苯甲酸粉末，量热弹容量大约在300±50ml左右，耐压力始终保持在21MPa，且温度分辨率可以精细到0.0001℃，证明计算机与温度仪连接得出的数值具有较高的准确性和精密性。梅特勒-托利多分析天平。其能对图形给予动态显示功能，能对已经使用的称量范围进行直接的数据显示，具有一定的直观化特点，在此基础上还能有效实现动态的温度补偿功能，对环境温度波动对称量结果产生的影响进行及时显示和修正，其最高分辨率为0.1mg[2]。实验装置还包括氧气罐、胶头滴管、若干玻璃容器、剪子、秒表、滤网、量筒等，对整体试验过程给予辅助性帮助。

（4）实验结果与具体分析。根据对苯甲酸这种标准实验物质的热值进行水量的有效标定，首先应用相关仪器的压片装置制的0.5g苯甲酸成片试验样品;其次，将其放入坩埚内，并将点火丝缠接在氧弹的正负电极上，将样品点燃;再次，想要有效吸收样品燃烧过程中产生的酸性气体，用量筒量取10ml蒸馏水以及经过处理的氧弹支架放入弹筒内，向其中充入固定时间的过量氧气，从而有效制成氧弹，在此基础上，还要对其进行检查，确保不会出现气体泄漏现象。然后将氧弹放入盛有足够量的蒸馏水容器中，直至其将氧弹全部淹没为止;最后，通过PC机运行程序，将测温装置对其进行测量及系统标定，并用相同质量保温材料进行压片测试。以此类推共进行三次实验，从而得出相应的燃烧值。当量热系统温度每升高1℃需要吸收的热量为0.01079020Mg/K时，第一次试验样品燃烧总热值为45.0505MJ/kg，第二次试验样品燃烧总热值为44.0500MJ/kg，而第三次试验样品燃烧总热值为44.6458MJ/kg，因此，可以计算出挤塑型聚苯乙烯样品的燃烧热平均值约为44.5821MJ/kg。

3结束语

综上所述，挤塑型聚苯乙烯保温板的性能对人们来说至关重要，因此以上试验得出XPS泡沫试样的氧指数大约为18.5%，且挤塑型聚苯乙烯样品的燃烧值较高，具有较高的热值，但保温板的氧指数较小，火灾危险性能较高，对人类带来的危害程度较大，为后期研究提供科学有效的理论指导。

参考文献

[1] 王洪飞，盛谊.在自然状态下密度对无机渗透复合聚苯乙烯保温板的性能影响[J].建筑节能，2019，47（12）：133-137.

[2] 王恩洪，李迎春.无卤阻燃聚苯乙烯泡沫保温板[J].工程塑料应用，2019，47（9）：28-34.

作者简介

毛伟波（1990-），男，浙江江山人;学历：本科，现就职单位：杭州华测检测技术有限公司，研究方向：塑料或建材燃烧。