基于玻璃纖維增強不飽和樹脂燃燒性能分析

黃定芳

摘要：本文主要分析了玻璃纖維增強不飽和樹脂材料相關內容，其次闡述了玻璃纖維增強不飽和樹脂燃燒性能試驗操作要點，通過相關分析希望進一步提高各個領域對此種材料的使用安全性，僅供參考。

關鍵詞：玻璃纖維;樹脂燃燒性能;燃燒機理;危險性

1玻璃纖維增強不飽和樹脂材料概述

在對“玻璃纖維增強塑料”進行分析之后，可知其實際上就是人們常說的“玻璃鋼”。如果按照實際應用的纖維不同，可以將玻璃纖維增強塑料，具體分為多種不同類型。

對于玻璃纖維增強不飽和樹脂塑料而言，一般狀況狀況下都是將玻璃纖維作為增強材料，將不飽和聚酯作為基體材料的一種復合材料。經過深入研究，可知不飽和聚酯樹脂，實際上屬于熱固性樹脂的范疇，這樣在熱或是引發劑的作用下，就能夠固化成為一種高分子網狀的聚合物，其具有機械強度低和無法滿足大部分使用要求的特征?；诖?，如果想要顯著提升機械力學性能，就要在其固化成型這一過程，將玻璃纖維增強作為主要方式，制作成性能得到有效改善的玻璃鋼制品，其被稱為“玻璃纖維增強不飽和聚酯材料”。在將這種材料與傳統形式的材料對比之后，了解到玻璃纖維增強不飽和聚酯材料自身具備諸多優勢，具體如下。

一是輕質高強。主要及時因為這種類型的材料密度小，只為鋼的1/4-1/5，但是其強度比較大，甚至能夠超過型鋼和硬鋁。二是抗腐蝕性能強。這一特征具體表現為對一般濃度的酸、堿、鹽等物質，具有比較強的抵抗能力。三是電絕緣性能強。即便是在高頻作用下，這種材料也能夠保持一定的介電性能，甚至不會反射無線電波，具有較強的微波透過性能。四是具有較強的絕熱性能[1]。五是線性膨脹系數非常小，如與普通形式下的金屬材料具有相似性。

正是因為玻璃纖維不飽和樹脂塑料的各項特征非常顯著，這種材料以及制品被我國各個領域廣泛應用。比如：我國建筑、石油、化工、輕工等多個行業，非常注重這種材料的應用。但是在實際應用這一材料期間，極易忽視使用過程中潛在的火災危險性，主要就是因為具體使用的玻璃纖維增強不飽和聚酯材料，沒有經過阻燃處理。

2玻璃纖維增強不飽和樹脂燃燒性能分析試驗要點

2.1確定試驗對象

本次試驗在操作之前，選取的玻璃纖維增強不飽和樹脂材料，是以8mm厚度的板材為主，基體材料是不飽和聚酯樹脂;并且將玻璃纖維氈布作為增強材料，通過使用“模壓成型或層壓法”進行制作。此外，這一材料屬于平板狀制品的范疇，通常狀況下可以將其應用在建筑、電氣設備、船舶等多個方面。

2.2明確試驗方法

在開展本次試驗期間，主要就是將錐形量熱儀、房間墻角火試驗，這兩種不同規模的火災的測試方法作為試驗操作方法。

一是錐形量熱儀試驗，其是材料燃燒特性測試眾多方法中，具有代表性的一種小尺寸測試方法，并且按照規定進行分析，可知此種方法是電器和家具制品，用泡沫塑料燃燒性能測試的一種關鍵方法。

二是房間墻角火試驗，如果按照此方面的規范要求進行研究，就能了解到其是建筑材料，以及制品燃燒性能分級的主要火災參考場景，更是使用建筑材料以及制品期間，評價火災危險性的一項重要手段。此種試驗方法與錐形量熱儀試驗方法，存在一定的相似性，具體表現為都是采用耗氧原理，結合測試材料在實際燃燒期間，產生的熱量和煙氣等實際狀況，來正確評價材料在建筑火災控制方面的作用。

2.3細致分析實驗結果

一是錐形量熱儀試驗結果分析。

按照相關規定要求，將錐形量熱儀的錐輻射照度設置為50KW/m2，排氣系統流量為0.024m3/s，實驗時間為20min等。在進行本次試驗期間，分別對3組材料進行測試，可知玻璃纖維增強不飽和樹脂材料在試驗進行40s左右被點燃，并且具體被釋放的總量，能夠達到90MJ/m2，熱釋放速率的峰值能夠達到230KW/m2等。試驗操作人員結合其熱釋放速率曲線、產煙速率曲線進行分析，就能夠看出這種材料的實際燃燒速度非?？?，甚至在100s左右的時間，其熱釋放速率和產煙速率等都能夠處于最大狀態。

二是房間墻角火試驗結果分析。

在開展房間墻角火試驗期間，同樣也是嚴格按照相應標準做好測試工作。在實際操作實驗期間，一般都會將玻璃纖維增強不飽和樹脂材料，安裝在用于試驗的房間墻壁和天花板上，并且還要在墻壁和天花板上，均勻的鋪設具體厚度為8mm、密度為720kg/m3的增強硅酸鈣板，主要目的就是將其作為試樣基材。在點火源期間是以使用砂盒燃燒器為主，在試驗進行期間著重觀察試驗房間是否存在轟然現象。

3火災危險性分析要點

之所以開展火災危險性分析工作，主要就是有一些使用人們沒能準確認識到這項問題的嚴重性?；诖?，就要從以下多個角度出發，著重開展此項工作，通過全面掌握燃燒機理、全面分析危險性等方式，提升火災危險性分析有效性和可靠性。

3.1全面掌握燃燒機理

在對玻璃纖維增強不飽和聚酯材料的成分進行研究之后，了解到不飽和聚酯樹脂就是其中的主要成分。即便玻璃纖維增強氈布屬于無機不燃材料的范疇，但是實際占比卻比較小，這樣將不利于材料獲取高效的阻燃處理，甚至其也會與普通形式下的高分子聚合物具有相似性。對于不飽和聚酯樹脂材料而言，因為其是一種熱分解性物質，所以一旦外界的溫度比較高，這種材料就會受到熱作用的影響產生降解現象。

在此之后，極易使分子鏈產生斷裂等問題，進而不可避免的會產生碳氫化合物可燃氣體，具有包括苯乙烯和二聚苯乙烯等多種不同類型的可燃氣體。不僅如此，對于這些不同類型的外逸可燃氣體而言，如果遇到外部火源，就會發生迅速燃燒的現象，如在實際燃燒過程中具體產生的熱量，還會對材料產生反向作用。與此同時，氣體分子也會不斷的進行外逸，這樣就會在樹脂本體上留下較多的孔穴。在空氣氧氣的作用下，就會出現氧化降解和燃燒等現象。這樣能夠釋放出相應的熱量，無形中使樹脂基體的溫度呈現逐步上漲趨勢[2]。除此之外，伴隨著外界熱量被不斷吸收，以及氧化降解作用逐步加大，就會使反應向內部延伸，進而就會加劇燃燒狀況，隨之就會釋放出更多的煙氣和熱量。經過這些分析之后，就會發現處于火災狀況下，玻璃纖維增強不飽和樹脂塑料的火災危險性非常高。

3.2細致分析危險性

一是從建筑行業要求的角度進行研究，嚴格按照《公共場所阻燃制品及組件燃燒性能要求和標識》在這一規范制度，對電器類的阻燃材料，或是橡膠制品的要求開展試驗，能夠精準發現熱釋放速率峰值處于小于150KW/m2的狀態。此外，如果是嚴格按照歐盟標準，對我國建筑制品難燃性的具體要求記試驗，就會發現實際上在100KW的火源環境下，基本上不會產生轟然現象。

二是如果從軌道交通這一角度出發開展試驗，依據“材料以及組件燃燒性能要求”進行分析，就會發現車輛的內部組件，像頂璧、隔斷、艙門;外部材料，像車廂的外殼和油漆涂層等;其他類型的材料，火災危險等級都會存在顯著差異。在實際落實試驗操作期間，不同火災危險等級的材料，其實際要求的熱釋放速率峰值也會存在差異。

三是在船舶上，則是要嚴格按照國際海事組織規則中，與“耐火試驗程序應用規則”相關的內容進行試驗，并且也要保證熱釋放速率峰值處于小于60KW/m2的狀態，同時也對熱釋放總量、平均產煙速率進行了相應規定，如具體數值分別為小于20MJ/m2、0.005m3/s。

在對上述這三種不同應用條件下、不同標準的試驗要求的測試，進行比較之后，最終獲得的測試結果，都不滿足相關標準要求。在此種狀況下，能夠說明在具體應用玻璃纖增強不飽和樹脂塑料期間，就是具備比較高的火災危險性。

結束語：

綜上所述，在對玻璃纖維增強不飽和樹脂燃燒性能進行細致分析期間，先是介紹了玻璃纖維增強不飽和樹脂塑料這項材料的具體特征，之后結合實際狀況和要求，選用錐形量熱儀、房間墻角火這兩種不同形式的試驗方法，最終目的就是為了更加精準全面的研究這種材料的實際燃燒性能。在按照標準步驟開展實驗以及分析試驗結果之后，可知我國各個領域在具體應用這種材料期間，具有較強的火災危險性，需要格外注意，否則極易產生更加嚴重的問題。在完成試驗操作之后，細致比較玻璃纖維增強不飽和樹脂材料，在不同應用條件和不同標準要求下的具體狀況，確定其具體產生的火災危險性。通過做好這些工作的方式，既能更加精準的確定危險火災性，也能在實際應用期間，制定針對性的火災防控方案，在保證玻璃纖維增強不飽和樹脂材料充分發揮應用價值的基礎上，可以讓各個領域的材料使用和管控人員明確其燃燒性能，提升使用安全性。

參考文獻：

[1]許銳賢.對不飽和聚酯樹脂改性的認識及研究進展分析[J].化工管理，2018（12）：75.

[2]聶永倩，姜也一雪，張金枝，鄒其超，柴仕淦.阻燃不飽和聚酯樹脂的制備與性能研究[J].膠體與聚合物，2017，35（03）：99-101.