汽車外飾材料火災燃燒特性研究

趙金月 賈莉敏

摘要：汽車作為主要的交通工具，數(shù)量日益增多，人們對其安全性的也來越重要，本文通過實驗針對汽車外飾材料火災燃燒特性進行研究，通過實驗證明，汽車的外部材料極易燃燒具有較高的火災危險性。

關鍵詞：汽車；外飾材料；火災近年來我國頻頻發(fā)生汽車火災，針對這一下現(xiàn)象我國相關工作人員對汽車外飾材料進行了相關研究，但是研究內(nèi)容都主要集中在汽車外飾中的塑料制品及汽車發(fā)生火災宏觀上的研究，但在對汽車外飾飾品火災研究燃燒也行的研究卻很少。

一、基于汽車外飾材料火災燃燒特性的實驗

（一）實驗儀器。（1）錘形熱量儀。主要由排煙系統(tǒng)、錐形加熱器、激光測煙器、以及一些其它傳感器組成。（2）氧指數(shù)儀。主要由環(huán)境氣源、點火器、氧指數(shù)儀及然后組成。在測試過程中要依照GB／T 2406—93《塑料燃燒性能試驗方法氧指數(shù)法》中要求進行。

（二）實驗概況。（1）實驗樣品。實驗過程中選取，最典型車輛，在車輛上獲取需要使用的外部材料，材料主要有：車門外飾板、葉子板內(nèi)襯、下護板。從車上取下的外飾材料。上面采取的幾種實驗材料都由纖維化所料制成。其成分主要為環(huán)氧樹脂、聚酯、酚醛樹脂等。根據(jù)樹脂材料不同我們這些材料分為環(huán)氧玻璃鋼、聚酯玻璃鋼、酚醛玻璃鋼。（2）氧指數(shù)測試。在進行氧指數(shù)測試時我們選取樣品中的3號（下護板、門外飾板、輪眉）。式樣尺寸：120mm×5mm×2mm。在試驗前需將樣品在測試環(huán)境中放置30小時，避免濕度、溫度差異影響試驗結(jié)果。試驗印在25攝氏度下進行。分別依照操作規(guī)程對1-3號樣品進行測試，并對中樣品測試的氧指數(shù)進行記錄。

（三）錐形量熱儀測試。選用樣品中的4-9號進行測試，將試驗中使用的材料統(tǒng)一制成200mm×200mm的正方體試樣，在測試時用鋁箔紙對正方體進行包裹，只講正方體的上方裸露在外，將試驗使用樣品防止燃燒盒中。進行試驗時，將燃燒盒放到錐形加熱下電子稱之上，然后通過試驗現(xiàn)象對試驗中材料性能進行分析。在試驗時可選用55KW/M2、35KW/M2、25KW/M2、三種功率的錐型加熱其進行試驗，試驗中不同功率錐形加熱器溫度數(shù)據(jù)見表1

表1不同功率加熱器對應的溫度

（四）火焰垂直蔓延測試。實驗中采用酒精噴燈最為火源，將事先準備好的樣品材料放在酒精噴燈的火焰上加熱4秒，然后立即將酒精噴燈移開，在實驗過沉重使用錄像機對實驗現(xiàn)象進行記錄，當實驗樣品燃燒結(jié)束后，通過反復觀看錄像來分析實驗想象。實驗樣品尺寸為125mm×12mm×3mm。每個進行4次重復測量。選用數(shù)據(jù)較好的結(jié)果進行處理。

二、基于汽車外飾材料火災燃燒特性的實驗結(jié)果與討論

（一）氧指數(shù)測試。 對1-3樣品進行養(yǎng)指數(shù)測試，測試結(jié)果依次為20.9、21.2、20.4.通過實驗數(shù)據(jù)我們可以看出三種樣品中氧的指數(shù)都較低，足以說明1-3號樣品在空氣中極易燃燒，如果在加上火源作用，容易被火源引燃，導致火災發(fā)生。因爆竹碎片而引起的汽車火災可以利用此實驗結(jié)果進行解釋。因此，對汽車外飾品材料的阻燃性做適當?shù)奶岣呖梢越档推嚮馂陌l(fā)生概率。

（二）錐形量熱儀測試。圖1（1）、3（2）、3（3）為4-9樣品在不同功率的錘形加熱下散熱速度曲線變化圖。有圖我們可以看出4-9號六種樣品在不同功率下的曲線圖都相似，都是先隨著時間增加而增加，當達到一定溫度后又逐漸減小。主要區(qū)別在于，不同材料樣本達到峰值時間存在較大差異。在25KW/M2輻射功率下，（圖1（1））8號樣樣品達到峰值的時間與其他5中樣品存在明顯的差異，根據(jù)這種差異我們可以分析燃料燃燒的難以程度，如8號樣品，它峰值到來源晚于其它樣品材料，說明8號樣品阻火性要好于其它樣品材料。根據(jù)圖1（2）圖3（3）可以看出即使輻射功率增加，8號樣品阻火星也員好于其它5中樣片材料。

圖1（1）25KW/M2輻射下4-9號材料散熱曲線圖

圖2（2）35KW/M2輻射下4-9號材料散熱曲線圖

圖3（3）55KW/M2輻射下4-9號材料散熱曲線圖

通過圖3(1)、3（2）、3（3）不難看出，加熱功率的增加，明顯使樣品材料燃燒時間明顯縮短，熱釋放速率增減顯著。對其進行分析不難發(fā)現(xiàn)，當材料受到較大熱輻射作用時，材料人界速率會明顯加快，燃燒速率也會隨之變大，這時候后材料的放熱速率也就會有所提升，導致散熱曲線值有了明顯提升。同一種材料會，當作用在它身上的輻射率時，它的熱釋放速率也會有所增加。相對的燃燒時間將會有所減小，點燃時間也會發(fā)生明顯變化。我們以8號樣品材料為例，其它25KW/M2輻射下其點燃時間大約為250秒；在55KW/M2、輻射作用下，點燃時間大約為102秒。由此可知環(huán)境對點燃時間影響較大。

（三）質(zhì)量損失。根據(jù)實驗觀察25KW/M2輻射功率下質(zhì)量變化去曲線變化，以及35KW/M2輻射功率下質(zhì)量變化去曲線變化和55KW/M2輻射功率下質(zhì)量變化去曲線變化顯示，不同材料在不同輻射功率作用下樣品的質(zhì)量隨時間的變化規(guī)律根據(jù)實驗結(jié)果我們看出材料質(zhì)量損失受輻射功率影響較大。對于同種樣品材料來說，隨著輻射功率增高其質(zhì)量損失也會隨之變大，如在55KW/M2輻射功率各樣品質(zhì)量損失達到最大值的時間，約為同種樣品在25KW/M2輻射功率下質(zhì)量損失達到最大值時間的一半。

（四）平均熱釋放速率。通過實驗結(jié)果可知，所有材料的平均熱釋放速率都受加熱輻射功率影響，隨著加熱輻射功率增樣品材料平均釋放速率也將會有所增加。

(五) 火焰垂直蔓延實驗結(jié)果。經(jīng)測試，各材料垂直燃燒所需時間都在80秒左右。這主要是由于材料本身特性所致，一部分樣品材料可以完全燃燒，另一部分樣品材料在燃燒過程中有明顯滴落、融化現(xiàn)象。并會因滴落而帶走大量能量，使火焰熄滅。

三、結(jié)束語

近年來汽車火災頻繁發(fā)生，這引起了各界人士對汽車安全性的重視，本文通過實驗對汽車外飾材料耐火性進行分析。得知現(xiàn)在汽車外飾使用的材料的阻火性普遍較低，應適當提高汽車外飾材料阻火性來降低汽車火災發(fā)生概率，同時也可以使用一些燃燒過程中會伴隨滴落現(xiàn)象的材料降低汽車在發(fā)生火災時產(chǎn)生的危害。

參考文獻：

[1] 杜賢明、趙蘭明、秦俊汽車外飾材料火災燃燒特性研究[J];消防科學與技術；2014年第3期.