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ABS(Aerylonitrile Butadiene Styrene)材料是一种介于工程塑料和普通塑料之间的生产量大、发展快的材料。它是由苯乙烯、丁二烯、丙烯腈组成的三元聚合物，具有良好的加工性能、电绝缘性、高光泽以及优异的化学稳定性，被广泛用于制造各种设备的塑料外壳。ABS材料在家用电器、办公设备、电工产品和电子设备中的应用前途非常广阔，如电视机、冰箱、洗衣机、空调、打印机等，是用量最大、用途最广泛的塑料之一。我国是目前世界上最大的ABS塑料消费国，现年消费量几乎是美国和日本的总和。但是ABS塑料最大的缺点是具有易燃性，氧指数只有18，按照UL 94的标准属于HB级别，点燃后燃烧缓慢，离开火焰能继续燃烧，火焰呈现黄色，产生大量黑烟，发出刺激性气味。ABS塑料的火灾危险性严重威胁着塑料生产厂、储存仓库和使用单位的消防安全和国民生命财产安全。2013年12月10日14时45分，佛山市雄辉塑料制品有限公司厂房发生火灾，过火面积1 000m2，无人员伤亡。2009年2月5日，武汉桥口区汉正街武房1号楼发生火灾，消防部门调集了79台消防车，起火大楼共9层，一至三层是塑料玩具和工艺品市场，四层以上是居民住宅，四层还有一家幼儿园，起火原因是市场内堆放大量塑料工艺品所致。该起火灾过火面积2 000多m2，波及200多户商户及居民，造成1人死亡，11名群众被困和4名消防、公安人员送医院观察。2015年12月8日，临沂市双龙塑料厂一仓库发生重大火灾，十几辆消防车参与救援，火灾过火面积450 m2，火灾持续两个多小时，至少3个厂房被烧毁。

笔者选取典型ABS制品一空调塑料外壳作为研究对象，通过锥形量热仪进行空调外壳燃烧测试，并对其火灾危险性展开定量分析。

试验平台按照0．4倍尺寸的ISO 9705锥形量热仪台搭建，内部布置如图1所示。底部为高精度天平，其上布置防火板。防火板上放置直径为50 cm的油盘，以防止试验过程中材料融化形成油池火后四处流淌，在油盘四周用铁丝网布置方形铁网，防止塑料外壳在试验过程中落在防火板外面。在距油盘中心水平60 em、高度40cm处布置辐射片和摄像机。在另一侧布置热电偶支架，装有8根热电偶，末端水平距离油盘中心轴线30 cm，最下面一根距地面30 cm，热电偶之间距离为10 cm。

1．3试验工况设计

设计3种试验工况，分别在空调外壳上部、中部和底部进行点燃，如图2所示，每个工况进行3次试验。

结果与讨论

试验过程中发现，3种不同工况下空调外壳材料均能点燃，而且材料被点燃后会边燃烧边熔化，熔化产生的焦油部分在油盘内形成油池火，燃烧时间最长为2 000 S。在整个试验过程中，空调外壳会放出大量的毒气和黑烟，火焰呈黄色黑烟。笔者对试验过程中所得到的热释放速率、失重速率、辐射、温度等数据进行分析。

2．1热释放速率

如图3所示，其中A工况为从上部点燃，B工况为从中部点燃，C工况为从底部点燃。可以很明显地看到：热释放速率曲线有两个波峰，且时间跨度较长。A工况时，整个空调外壳燃烧过程持续约2 000 S，最大热释放速率为58 kw；B工况时，空调外壳整个燃烧过程持续约l 400 S，最大热释放速率为75 kW；C工况时，空调外壳整个燃烧过程持续约1 900 S，最大热释放速率为68 kW。尤其当A工况时，很明显存在两个燃烧阶段。分析认为约300 S以前，塑料外壳发生燃烧，放出热量，同时塑料外壳也开始熔融产生焦油，该过程为吸热反应，两过程叠加同时发生，因此出现两个燃烧阶段，且焦油形成的油池火燃烧时间比另一阶段显著偏长。A工况焦油油池火燃烧持续了1 700 S，B工况焦油油池火燃烧持续了1 150s，C工况焦油油池火燃烧持续了1 600 S左右。

采用式(1)对热释放速率曲线进行时间积分，得到空调外壳的总热释放量，即A、B、C工况下释放总热量分别为26．0、28．1、26．7 MJ，平均总热量为26．9 MJ。对热释放速率有关数据汇总，如表1所示。

2．2质量损失速率数据

图4为不同工况下质量损失曲线，由于线路问题，在开展B和C工况时，天平数据部分丢失，只保存了部分曲线，但是仍然具有研究意义。可以明显看到：A的斜率最小，B的最大，C的中等，也从另一方面印证了热释放速率曲线持续时间中的三者关系。对质量曲线微分，可以得到其失重速率，结果如表2所示。A、B、C三种工况的最大质量损失速率分别为2．0、2．3、2．0 g／s，平均最大质量损失速率为2．1 g／s。同时结合热释放速率所得数据，将平均总热量(26．9 MJ)除以平均损失质量(0．789 3 kg)得到其单位质量燃烧产热值为34．08 MJ／kg。

2．3火灾危险性分析

在进行火灾安全评估时，材料的释热速率是决定火灾发展及火灾危害的主要参数，也是采取消防对策的基本依据，因而具有重要的参考意义。火灾初期的释热速率是控制火灾主要关心的问题之一。由试验所得的释热速率曲线可见，从起火到旺盛燃烧阶段，释热速率大体按指数规律增长，可用式(2)表示。

Q一口(￡～t。)2 (2)

式中：口为火灾增长系数，kW／s2；t为点火后的时间，S；to为开始有效燃烧所需的时间，S。

通常在研究中不考虑火灾的前段酝酿期，即认为火灾从出现有效燃烧时算起,将3种工况的热释放速率曲线合成在一张图上，去除掉材料燃烧的前段酝酿期数据和达到最大值之后数据，即从出现有效燃烧时起，如图5所示。对三条曲线按照式(3)进行t2拟合，得到图5中的拟合曲线，其a值约为0．103 6。火灾的初期增长可分为慢速、中速、快速、超快速等类型，各类的火灾增长系数依次为0．002 931、0．011 27、0．046 89、0．187 8。因此，ABS塑料空调外壳燃烧介于快速火与超快速火之间。同时根据上述数据，通过计算得出ABS空调塑料外壳单位面积热释放速率为291 kW／m2。

(三)试验得到了热释放速率、辐射、失重速率等数据参数。对数据进行分析，得到空调外壳的平均热释放速率为67 kW，平均总释放热量为26．9 MJ，平均质量损失速率为2．1 g／s，单位质量燃烧产热值为34．08 MJ／kg。(3)对三条曲线进行t2拟合，得到d≈o．103 6，ABS

塑料空调外壳燃烧介于快速火与超快速火之间。同时通过计算得出ABS空调塑料外壳单位面积热释放速率为291 kW／m2。可知ABS塑料火灾危险性非常大，且一旦着火，会快速燃烧，造成更大规模的火灾。

Discussion on combustion and fire riskof ABS plastic air conditioning shellXU Yan91，CHEN Qin-pei2(1．Xizang Autonomous Region General Fire Brigade，Xi—zang Lasa 850000，China；2．China University Of Science AndTechnology，Anhui Hefei 230026，China)Abstract：By remolding cone calorimeter，a series experiment ofABS plastic air conditioner shell combustion was made，the firedynamic basic data of ABS was acquired．the fire risk was alia—lyzed and the fire growth rate was identified as 0．103 6，be—tween fast growth fire and ultra-fast growth fire．meanwhile，the unit area heat release rate of ABS plastic air conditioningshell was 29 1 kW／m2 through calculating．it can be concludethat ABS plastic has big fire risk，if it is on fire，it will combustquickly and induce large scale fire．Key words：ABS plastic；fire dynamics；heat release rate；fireRisk

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