摘要：傳統(tǒng)電纜所用的阻燃材料廣泛使用含鹵的聚合物或添加含鹵有機(jī)阻燃的聚合物，雖然其有著較好的阻燃效果，但當(dāng)其發(fā)生與火直接接觸時(shí)，會(huì)出現(xiàn)大量有害氣體和鹵化氫氣體，從而導(dǎo)致二次污染災(zāi)害。因此，為提高阻燃電纜的安全性，既要保證電纜的阻燃性同時(shí)要避免煙霧等有害氣體的產(chǎn)生量。本文將通過(guò)幾項(xiàng)分析結(jié)果對(duì)無(wú)鹵阻燃電纜材料燃燒以及阻燃特性進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：無(wú)鹵阻燃；電纜材料；阻燃特性

一、無(wú)鹵阻燃劑基本特性

由于傳統(tǒng)的含鹵阻燃劑在與火直接接觸時(shí)容易造成二次污染，因此近年來(lái)無(wú)鹵阻燃劑成為電纜材料的主要使用材料，主要在于無(wú)鹵阻燃劑具有低煙、低毒、環(huán)保的特點(diǎn)，同時(shí)能夠有較好的阻燃效果評(píng)價(jià)材料的阻燃效果主要考察材料的氧指數(shù)和垂直燃燒性能。但研究顯示，高氧指數(shù)的阻燃電纜材料并不一定具有較好的垂直燃燒性能，相反，垂直燃燒性能較好的阻燃電纜也會(huì)存在較低氧指數(shù)。因此，氧指數(shù)和垂直燃燒性能之間不存在較強(qiáng)的相關(guān)性。

二、無(wú)鹵阻燃電纜材料燃燒

（一）力學(xué)性能

用于電纜的無(wú)鹵阻燃材料應(yīng)具備優(yōu)良的力學(xué)性能，按照GB鄺32129一2015M的規(guī)定，電線(xiàn)電纜用低煙無(wú)鹵阻燃電纜料的拉伸強(qiáng)度應(yīng)不小于10.0MPa,斷裂伸長(zhǎng)率應(yīng)不小于160％。硬度太低會(huì)導(dǎo)致材料彈性缺失，并且不利于加工；硬度太高使線(xiàn)纜感覺(jué)僵硬。彈性體特有的彈性手感，同等硬度與PVC材料相比，手感柔軟度有偏差。

（二）錐形量熱分析

錐形量熱儀試驗(yàn)是模擬與火災(zāi)中的情況一致，對(duì)材料與真實(shí)燃燒環(huán)境相似，通過(guò)測(cè)驗(yàn)?zāi)軌虻玫较嚓P(guān)材料動(dòng)態(tài)燃燒的各項(xiàng)信息，主要包含熱、煙、毒氣等具體數(shù)據(jù)信息。其是以耗氧量為原理的材料燃燒性能測(cè)定儀。對(duì)材料的引燃時(shí)間進(jìn)行觀察，如材料引燃時(shí)間越大，材料的阻燃性能越好。這主要是由于材料接收熱量輻射到產(chǎn)生火焰這期間所用的時(shí)間。已經(jīng)對(duì)材料所釋放熱量的最大值為釋熱速率峰值，在燃燒過(guò)程中，釋熱速率峰值越小越好。以及相關(guān)的煙生成速率峰值，其能夠表明材料在單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的煙量最大值，也是衡量材料的生煙特性的重要指標(biāo)

因此，對(duì)于材料燃燒引發(fā)的火災(zāi)危害程度的火災(zāi)逃逸指數(shù)為引燃時(shí)間與釋熱速率峰值的比值，這個(gè)比值越大，說(shuō)明在遇到材料引起的火災(zāi)所造成的危害越小。

（三）垂直燃燒性能

垂直燃燒試驗(yàn)只是其中的一個(gè)項(xiàng)目而已，反映電線(xiàn)的燃燒等級(jí)，參考相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)看是不是需要做垂直燃燒試驗(yàn)。無(wú)鹵電線(xiàn)的主要指標(biāo)是燃燒后煙霧鹵素含量及煙密度等指標(biāo)以

（四）氧指數(shù)

普遍情況下，氧指數(shù)法和垂直燃燒并未呈現(xiàn)出一致性，但在有協(xié)效劑阻燃體系中，由于燃燒過(guò)程的復(fù)雜性，因此必須將氧指數(shù)和阻燃等級(jí)結(jié)合起來(lái)對(duì)材料的阻燃性進(jìn)行評(píng)定，否則會(huì)引起較大的誤差。但在其他有效實(shí)驗(yàn)過(guò)程中顯示，垂直燃燒阻燃與火災(zāi)逃逸指數(shù)可能有較大的相關(guān)性，垂直燃燒阻燃級(jí)別較高的材料試樣中，其火災(zāi)逃逸指數(shù)也相對(duì)較大

（五）熱重分析

傳統(tǒng)材料在進(jìn)行熱重分析中具有受熱均勻且升溫速度較低的特性，但在實(shí)際火災(zāi)中，材料普遍呈單項(xiàng)受熱，造成升溫率較高，不能準(zhǔn)確反應(yīng)燃燒過(guò)程中材料的燃燒性和阻燃性。但可以通過(guò)熱重分析來(lái)對(duì)阻燃材料的配方進(jìn)行篩選和阻燃機(jī)理進(jìn)行研究[2從各類(lèi)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中能夠顯示出，氧指數(shù)與試樣失重50％時(shí)的溫度呈一致的變化，當(dāng)試樣在最高氧指數(shù)時(shí)，同樣呈最高試樣失重50％時(shí)的溫度。

三、阻燃特性分析

阻燃性能各項(xiàng)參數(shù)之間存在著一定相關(guān)性，氧指數(shù)是評(píng)定符合材料阻燃性常用的參數(shù)，氧指數(shù)與試樣失重50％時(shí)的溫度、引燃時(shí)間、火災(zāi)逃逸指數(shù)呈正相關(guān)；氧指數(shù)與總余焰時(shí)間、釋熱速率峰值、總放熱量呈負(fù)相關(guān)。且相關(guān)系數(shù)的絕對(duì)值普遍大于0．7，顯著性水平普遍不超過(guò)0．04，表明氧指數(shù)和大多數(shù)參數(shù)在表征材料阻燃性能上具有較好的一致性。尤其是氧指數(shù)與試樣失重50％時(shí)的溫度的相關(guān)系數(shù)超過(guò) 0．7且P值接近0.01時(shí)，說(shuō)明兩者呈高度正相關(guān)，可互相表征。

氧指數(shù)越高、總余焰時(shí)間越低，表示材料的阻燃性能越好，同時(shí)說(shuō)明氧指數(shù)與試樣失重 50％時(shí)的溫度相比，總余焰時(shí)間越低與氧指數(shù)只是能夠在一定程度上相互表征，并不能完全進(jìn)行互相表征。在垂直燃燒特性方面，總余焰時(shí)間越低能夠?qū)Σ牧洗怪比紵枞夹缘牧炕瘏?shù)進(jìn)行表征，也能夠?qū)Σ牧献枞夹赃M(jìn)行評(píng)價(jià)，但由于總余焰時(shí)間不能夠完全用于對(duì)材料垂直燃燒阻燃性的性能表征。試樣失重50％時(shí)的溫度與總余焰時(shí)間的相關(guān)系數(shù)為，76，顯著性水平P < 0．05，明顯高于總余焰時(shí)間與其余參數(shù)的相關(guān)系數(shù)[3]。因此試樣失重50％時(shí)的溫度比除火災(zāi)逃逸指數(shù)外的其余參數(shù)更適合用于表征材料的垂直燃燒阻燃性能。

四、結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)各項(xiàng)測(cè)試參數(shù)的相關(guān)跬，得到三個(gè)主要結(jié)論：

（1）氧指數(shù)與總余焰時(shí)間相關(guān)系數(shù)為一0．60時(shí)，為顯著負(fù)相關(guān)，如果用氧指數(shù)直接描述材料的垂直燃燒阻燃性能會(huì)產(chǎn)生教導(dǎo)誤差，因此，氧指數(shù)不能在任何前提下直接描述材料的阻燃性能

2）火災(zāi)逃逸指數(shù)與總余焰時(shí)間呈高度負(fù)相關(guān)關(guān)系，可以用火災(zāi)逃逸指數(shù)描述材料燃燒阻燃性能。

（3）錐形量熱儀測(cè)試可獲得聚合物材料有關(guān)動(dòng)態(tài)燃燒性能的多種信息，進(jìn)而對(duì)材料的阻燃性能做出較全面的評(píng)估

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