基于玻璃纤维增强不饱和树脂燃烧性能分析

黄定芳

摘要：本文主要分析了玻璃纤维增强不饱和树脂材料相关内容，其次阐述了玻璃纤维增强不饱和树脂燃烧性能试验操作要点，通过相关分析希望进一步提高各个领域对此种材料的使用安全性，仅供参考。

关键词：玻璃纤维;树脂燃烧性能;燃烧机理;危险性

1玻璃纤维增强不饱和树脂材料概述

在对“玻璃纤维增强塑料”进行分析之后，可知其实际上就是人们常说的“玻璃钢”。如果按照实际应用的纤维不同，可以将玻璃纤维增强塑料，具体分为多种不同类型。

对于玻璃纤维增强不饱和树脂塑料而言，一般状况状况下都是将玻璃纤维作为增强材料，将不饱和聚酯作为基体材料的一种复合材料。经过深入研究，可知不饱和聚酯树脂，实际上属于热固性树脂的范畴，这样在热或是引发剂的作用下，就能够固化成为一种高分子网状的聚合物，其具有机械强度低和无法满足大部分使用要求的特征。基于此，如果想要显著提升机械力学性能，就要在其固化成型这一过程，将玻璃纤维增强作为主要方式，制作成性能得到有效改善的玻璃钢制品，其被称为“玻璃纤维增强不饱和聚酯材料”。在将这种材料与传统形式的材料对比之后，了解到玻璃纤维增强不饱和聚酯材料自身具备诸多优势，具体如下。

一是轻质高强。主要及时因为这种类型的材料密度小，只为钢的1/4-1/5，但是其强度比较大，甚至能够超过型钢和硬铝。二是抗腐蚀性能强。这一特征具体表现为对一般浓度的酸、碱、盐等物质，具有比较强的抵抗能力。三是电绝缘性能强。即便是在高频作用下，这种材料也能够保持一定的介电性能，甚至不会反射无线电波，具有较强的微波透过性能。四是具有较强的绝热性能[1]。五是线性膨胀系数非常小，如与普通形式下的金属材料具有相似性。

正是因为玻璃纤维不饱和树脂塑料的各项特征非常显著，这种材料以及制品被我国各个领域广泛应用。比如：我国建筑、石油、化工、轻工等多个行业，非常注重这种材料的应用。但是在实际应用这一材料期间，极易忽视使用过程中潜在的火灾危险性，主要就是因为具体使用的玻璃纤维增强不饱和聚酯材料，没有经过阻燃处理。

2玻璃纤维增强不饱和树脂燃烧性能分析试验要点

2.1确定试验对象

本次试验在操作之前，选取的玻璃纤维增强不饱和树脂材料，是以8mm厚度的板材为主，基体材料是不饱和聚酯树脂;并且将玻璃纤维毡布作为增强材料，通过使用“模压成型或层压法”进行制作。此外，这一材料属于平板状制品的范畴，通常状况下可以将其应用在建筑、电气设备、船舶等多个方面。

2.2明确试验方法

在开展本次试验期间，主要就是将锥形量热仪、房间墙角火试验，这两种不同规模的火灾的测试方法作为试验操作方法。

一是锥形量热仪试验，其是材料燃烧特性测试众多方法中，具有代表性的一种小尺寸测试方法，并且按照规定进行分析，可知此种方法是电器和家具制品，用泡沫塑料燃烧性能测试的一种关键方法。

二是房间墙角火试验，如果按照此方面的规范要求进行研究，就能了解到其是建筑材料，以及制品燃烧性能分级的主要火灾参考场景，更是使用建筑材料以及制品期间，评价火灾危险性的一项重要手段。此种试验方法与锥形量热仪试验方法，存在一定的相似性，具体表现为都是采用耗氧原理，结合测试材料在实际燃烧期间，产生的热量和烟气等实际状况，来正确评价材料在建筑火灾控制方面的作用。

2.3细致分析实验结果

一是锥形量热仪试验结果分析。

按照相关规定要求，将锥形量热仪的锥辐射照度设置为50KW/m2，排气系统流量为0.024m3/s，实验时间为20min等。在进行本次试验期间，分别对3组材料进行测试，可知玻璃纤维增强不饱和树脂材料在试验进行40s左右被点燃，并且具体被释放的总量，能够达到90MJ/m2，热释放速率的峰值能够达到230KW/m2等。试验操作人员结合其热释放速率曲线、产烟速率曲线进行分析，就能够看出这种材料的实际燃烧速度非常快，甚至在100s左右的时间，其热释放速率和产烟速率等都能夠处于最大状态。

二是房间墙角火试验结果分析。

在开展房间墙角火试验期间，同样也是严格按照相应标准做好测试工作。在实际操作实验期间，一般都会将玻璃纤维增强不饱和树脂材料，安装在用于试验的房间墙壁和天花板上，并且还要在墙壁和天花板上，均匀的铺设具体厚度为8mm、密度为720kg/m3的增强硅酸钙板，主要目的就是将其作为试样基材。在点火源期间是以使用砂盒燃烧器为主，在试验进行期间着重观察试验房间是否存在轰然现象。

3火灾危险性分析要点

之所以开展火灾危险性分析工作，主要就是有一些使用人们没能准确认识到这项问题的严重性。基于此，就要从以下多个角度出发，着重开展此项工作，通过全面掌握燃烧机理、全面分析危险性等方式，提升火灾危险性分析有效性和可靠性。

3.1全面掌握燃烧机理

在对玻璃纤维增强不饱和聚酯材料的成分进行研究之后，了解到不饱和聚酯树脂就是其中的主要成分。即便玻璃纤维增强毡布属于无机不燃材料的范畴，但是实际占比却比较小，这样将不利于材料获取高效的阻燃处理，甚至其也会与普通形式下的高分子聚合物具有相似性。对于不饱和聚酯树脂材料而言，因为其是一种热分解性物质，所以一旦外界的温度比较高，这种材料就会受到热作用的影响产生降解现象。

在此之后，极易使分子链产生断裂等问题，进而不可避免的会产生碳氢化合物可燃气体，具有包括苯乙烯和二聚苯乙烯等多种不同类型的可燃气体。不仅如此，对于这些不同类型的外逸可燃气体而言，如果遇到外部火源，就会发生迅速燃烧的现象，如在实际燃烧过程中具体产生的热量，还会对材料产生反向作用。与此同时，气体分子也会不断的进行外逸，这样就会在树脂本体上留下较多的孔穴。在空气氧气的作用下，就会出现氧化降解和燃烧等现象。这样能够释放出相应的热量，无形中使树脂基体的温度呈现逐步上涨趋势[2]。除此之外，伴随着外界热量被不断吸收，以及氧化降解作用逐步加大，就会使反应向内部延伸，进而就会加剧燃烧状况，随之就会释放出更多的烟气和热量。经过这些分析之后，就会发现处于火灾状况下，玻璃纤维增强不饱和树脂塑料的火灾危险性非常高。

3.2细致分析危险性

一是从建筑行业要求的角度进行研究，严格按照《公共场所阻燃制品及组件燃烧性能要求和标识》在这一规范制度，对电器类的阻燃材料，或是橡胶制品的要求开展试验，能够精准发现热释放速率峰值处于小于150KW/m2的状态。此外，如果是严格按照欧盟标准，对我国建筑制品难燃性的具体要求记试验，就会发现实际上在100KW的火源环境下，基本上不会产生轰然现象。

二是如果从轨道交通这一角度出发开展试验，依据“材料以及组件燃烧性能要求”进行分析，就会发现车辆的内部组件，像顶璧、隔断、舱门;外部材料，像车厢的外壳和油漆涂层等;其他类型的材料，火灾危险等级都会存在显著差异。在实际落实试验操作期间，不同火灾危险等级的材料，其实际要求的热释放速率峰值也会存在差异。

三是在船舶上，则是要严格按照国际海事组织规则中，与“耐火试验程序应用规则”相关的内容进行试验，并且也要保证热释放速率峰值处于小于60KW/m2的状态，同时也对热释放总量、平均产烟速率进行了相应规定，如具体数值分别为小于20MJ/m2、0.005m3/s。

在对上述这三种不同应用条件下、不同标准的试验要求的测试，进行比较之后，最终获得的测试结果，都不满足相关标准要求。在此种状况下，能够说明在具体应用玻璃纤增强不饱和树脂塑料期间，就是具备比较高的火灾危险性。

结束语：

综上所述，在对玻璃纤维增强不饱和树脂燃烧性能进行细致分析期間，先是介绍了玻璃纤维增强不饱和树脂塑料这项材料的具体特征，之后结合实际状况和要求，选用锥形量热仪、房间墙角火这两种不同形式的试验方法，最终目的就是为了更加精准全面的研究这种材料的实际燃烧性能。在按照标准步骤开展实验以及分析试验结果之后，可知我国各个领域在具体应用这种材料期间，具有较强的火灾危险性，需要格外注意，否则极易产生更加严重的问题。在完成试验操作之后，细致比较玻璃纤维增强不饱和树脂材料，在不同应用条件和不同标准要求下的具体状况，确定其具体产生的火灾危险性。通过做好这些工作的方式，既能更加精准的确定危险火灾性，也能在实际应用期间，制定针对性的火灾防控方案，在保证玻璃纤维增强不饱和树脂材料充分发挥应用价值的基础上，可以让各个领域的材料使用和管控人员明确其燃烧性能，提升使用安全性。

参考文献：

[1]许锐贤.对不饱和聚酯树脂改性的认识及研究进展分析[J].化工管理，2018（12）：75.

[2]聂永倩，姜也一雪，张金枝，邹其超，柴仕淦.阻燃不饱和聚酯树脂的制备与性能研究[J].胶体与聚合物，2017，35（03）：99-101.