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塑料对火反应垂直方向试样火焰蔓延和燃烧产物释放试验方法标准发展报告

EnglishTitle:DevelopmentReportonTestMethodforFlameSpreadandCombustionProductReleaseofVerticalSpecimensinPlasticFireResponse

摘要

塑料材料的燃烧性能是评估其火灾安全性的关键指标，包括材料表面的着火性、火焰传播性、发热、发烟、炭化、失重以及毒性生成物产生等多种因素。这些因素在火灾场景中具有高度危险性，直接关系到人民生命和财产安全。本研究基于ISO21367:2007国际标准，通过修改采用制定了《塑料对火反应垂直方向试样的火焰蔓延和燃烧产物释放的试验方法》国家标准。该标准规定了采用中等规模试样模拟火灾初期阶段塑料材料的热释放速率、可燃性、火焰表面传播、燃烧液滴/颗粒和烟雾产生的测定方法。主要内容涵盖试验原理、设备要求、试样制备、试验程序和结果评估等关键技术环节。本标准的制定不仅提升了我国塑料材料对火反应性能的试验技术水平，还为工厂生产控制、产品研发以及大规模火灾试验筛选提供了科学依据。研究结论表明，该标准实施将显著促进塑料制品安全生产规范的完善，推动阻燃技术发展，对保障公共安全具有重要现实意义。

关键词：塑料燃烧性能；火焰蔓延；燃烧产物；垂直试样；对火反应；试验方法；ISO21367；阻燃研究

Keywords:Plasticcombustionperformance;Flamespread;Combustionproducts;Verticalspecimen;Fireresponse;Testmethod;ISO21367;Flameretardantresearch

正文

1.研究背景与目的意义

塑料材料的燃烧性能是一个复杂的多参数体系，包括但不限于材料表面的着火性和火焰传播性、发热特性、发烟性能、炭化程度、质量损失速率以及毒性生成物的产生等关键因素。这些参数在真实火灾环境中相互作用，形成连锁反应，对人员的逃生机会和财产的保护构成严重威胁。据统计，建筑火灾中塑料材料燃烧产生的毒烟是导致人员伤亡的主要原因之一，占比超过60%。因此，对塑料材料进行系统化、标准化的燃烧性能试验具有紧迫的社会需求。

通过科学的试验方法对塑料材料进行燃烧性能评估，能够帮助研究人员和工程技术人员深入理解材料在火灾条件下的行为规律，为阻燃配方的优化、新材料开发提供数据支撑。同时，试验结果的标准化有助于建立统一的产品质量评价体系，规范塑料制品的生产制造流程，从源头上提升产品的火灾安全性。

ISO21367:2007国际标准提供了在垂直方向试样上评估火焰蔓延和燃烧产物释放的试验方法，该方法已被证明能够有效测定各种塑料材料的上述两种关键性能。通过修改采用该国际标准制定相应的国家标准，不仅可以实现与国际技术规范的接轨，还能结合我国塑料产业的具体特点进行适应性调整，从而提高我国塑料材料对火反应性能的整体试验水平。这一标准化工作符合《国家标准化发展纲要》中关于加强消费品安全标准制定的要求，对推动塑料行业技术升级和安全管理具有战略意义。

2.范围与主要技术内容

2.1标准适用范围

本文件规定了采用中等规模试样模拟火灾发展初期阶段塑料材料多项关键参数的测定方法，包括热释放速率、可燃性、火焰表面传播特性、燃烧液滴/颗粒产生行为以及烟雾生成特性。该试验方法的设计基于火灾科学原理，特别关注火灾初期阶段材料的行为特征，这一时期对人员疏散和火灾扑救至关重要。

标准规定的试验方法具有多重应用价值：在工厂生产控制中可作为质量监控手段；在科学研究领域可为材料阻燃机理研究提供数据支持；在产品开发过程中可指导配方优化和结构设计；此外，还可作为中等规模和大规模火灾试验的筛选工具，提高综合试验的效率和针对性。

本试验方法生成的数据适用于比较多种材料、产品、复合材料或组件在最终使用条件下的对火反应性能。需要注意的是，该方法的结果适用范围存在特定限制，仅限于放热速率小于10kW的试样，这一限制确保了试验过程的安全性和结果的可比性。

2.2主要技术内容

标准的技术内容系统完整，涵盖了试验全过程的各个环节：

试验原理部分明确了垂直方向试样在特定辐射照度条件下的燃烧行为观测方法，包括火焰传播速率测量和燃烧产物采集分析的基本原理。该原理基于火灾动力学理论，考虑了实际火灾中材料多处于垂直安装状态的现实情况。

设备与装置要求详细规定了试验装置的技术参数，包括辐射锥系统、试样夹具、烟气采集系统、热释放速率测量装置等关键组件的性能指标和校准方法。特别强调了设备的精度要求和维护周期，确保试验结果的重复性和再现性。

试样制备规范明确了