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高聚物性质的影响

高聚物的组成、结构和聚集状态的不同导致了其表现出来的燃烧性能也存在着差异。在高聚物分子中,碳、氢元素的比例越高就越容易燃烧。如在高聚物大分子中引入卤素(CI, Br, F)等杂原子后,其燃烧性能将随之降低。网状(体型)结构的高聚物(如酚醛树脂)比线型结构的高聚物(如聚乙烯)的耐热性能要好,结晶型高聚物比非结晶型高聚物的耐热性能要好。下面简要论述高聚物的性能对其燃烧性能的影响。
(1)比热容不同的物质对热的吸收能力各不相同。通常以在特定条件(恒压或恒容)下,使单位质量的物质温度升高1℃时所需的热量〔称为比热容)来表示物质对热的吸收性。不同结构的高聚物具有不同的比热容。在燃烧过程的加热阶段,要使体系达到相同的温度发生燃烧,比热容大的高聚物材料所需要的能量相对较多,因此其燃烧性能相对要好一些。
(2)热导率物质不仅有吸热性能,而且还有导热性能。不同的物质,其导热性能也各不相同。通常以单位时间内使相邻(边界)的单位面积的物质温度提高1℃时所需传递的热量来表示物质的传热性能,称为热导率(又称导热系数).热导率大,则表示材料散热快,在燃烧过程的加热阶段,高聚物表面的温度上升缓慢,需要较长的时间才能燃烧起来。
(3)分解温度高聚物的燃烧通常为分解燃烧,即是分解产物挥发到气相而进行的燃烧。因此,只有材料受热升温到达分解温度以上时才有可能引起燃烧。不同的高聚物材料,其分解温度不同。一般来说,热分解温度越高,表示该高聚物材料的热稳定性越好,需要供给较多的热量才能使其分解,因此燃烧的可能性也就越小。
(4)燃烧热高聚物材料的燃烧大多为放热反应,即是燃烧过程伴随着能量释放的发生,这种能量的具体量值是通过燃烧热来确定的。所谓燃烧热是指单位质量的材料完全燃烧后所释放出来的总能量,它是维持燃烧和燃烧扩散的重要因素。它可以升高高聚物分解生成的气态产物及固态产物的温度,使气体膨胀,从而增大通过对流、传导及辐射所传递的热量。高聚物的燃烧热越大,燃烧时所释放的热量越多,其燃烧的火焰温度就越高,燃烧扩展的速度也就越快,火灾的危险性和造成的损失也随之增大。
(5)闪点和自燃点在一定的温度条件下,液态可燃物质表面会产生蒸气,有些固态可燃物质也因蒸发、升华或分解产生可燃气体或蒸气。这些可燃气体或蒸气与空气混合而形成混合可燃气体,当遇明火时会发生一闪即灭的火苗或火光,这种燃烧现象称为闪燃在规定的条件下,使易燃和可燃性物质蒸发出足够的蒸气,遇火源能发生闪燃的最低温度称为闪点。可燃物质在没有外界明火源的直接作用下,在空气中因受热或蓄热引起自发着火燃烧的最低温度,叫做该物质的自燃点。当高聚物受热达到闪点时,遇有明火便可引燃,当高聚物受热达到自燃点时,即使没有明火作用也能自发燃烧。高聚物的闪点和自燃点越低,其火灾的危险性也就越大。

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