本文概述了紡織品傳統(tǒng)燃燒性能的測(cè)試方法及標(biāo)準(zhǔn)、表征指標(biāo)以及在燃燒火災(zāi)危險(xiǎn)性評(píng)估中的局限性，zhong點(diǎn)詳述了錐形量熱儀的測(cè)量原理、燃燒特性表征，對(duì)錐形量熱儀在紡織品燃燒特性測(cè)試評(píng)價(jià)中的應(yīng)用發(fā)展進(jìn)行研究。

目前，紡織品傳統(tǒng)燃燒性能試驗(yàn)方法及標(biāo)準(zhǔn)主要集中在測(cè)試紡織品的易點(diǎn)燃性以及點(diǎn)燃以后燃燒的速度、樣品的破壞程度等，屬于小型試驗(yàn)，其試驗(yàn)環(huán)境與真實(shí)火災(zāi)相差較大，試驗(yàn)獲得數(shù)據(jù)不能很好表征其在火災(zāi)中所能造成的危險(xiǎn)性，不能作為評(píng)價(jià)紡織品在真實(shí)火災(zāi)中燃燒的依據(jù)，更不能反映人體在火災(zāi)中由于紡織品燃燒受到的傷害，如熱浪傷害(熱釋放)、煙氣使人窒息(煙氣釋放)、中毒(煙氣毒性)等，不能反映在實(shí)際火災(zāi)中由于紡織品的燃燒所造成的對(duì)環(huán)境的損害。

為了真實(shí)客觀(guān)地評(píng)價(jià)火災(zāi)中材料的燃燒特性，1982年Babrauskas等人開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)了錐形量熱儀(ConeCalorimeter，簡(jiǎn)稱(chēng)CONE)。在錐形量熱儀試驗(yàn)中，材料的燃燒環(huán)境與真實(shí)火災(zāi)環(huán)境相似，其試驗(yàn)數(shù)據(jù)與大型燃燒試驗(yàn)結(jié)果之間存在很好的相關(guān)性，在表征紡織品的燃燒特性、評(píng)價(jià)紡織品存在的火災(zāi)危險(xiǎn)性方面具有重要意義。

錐形量熱儀基于氧氣消耗原理進(jìn)行設(shè)計(jì)，用來(lái)測(cè)量紡織品燃燒時(shí)的熱釋放速率、引燃時(shí)間、質(zhì)量損失速率、有效燃燒熱、煙氣釋放速率、有害氣體含量等，這些參數(shù)對(duì)于分析紡織品的綜合燃燒特性，客觀(guān)評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)紡織品在真實(shí)火災(zāi)中的燃燒行為和危害十分有用。錐形量熱儀是表征紡織品火災(zāi)環(huán)境燃燒特性的較為理想的試驗(yàn)儀器。

1、傳統(tǒng)燃燒測(cè)試方法

1.1表征指標(biāo)

目前，紡織品的傳統(tǒng)燃燒性能測(cè)試方法主要包括45°法、垂直法、水平法、燃燒片劑法、氧指數(shù)法等。表征指標(biāo)主要包括：引燃時(shí)間、續(xù)燃時(shí)間、陰燃時(shí)間、火焰蔓延時(shí)間、損毀長(zhǎng)度、火焰蔓延距離、火焰蔓延速率、燃燒速度、極限氧指數(shù)等，這些指標(biāo)主要反映了紡織品在試驗(yàn)條件下燃燒的快慢程度、樣品的損壞程度、容易被火焰點(diǎn)燃的程度等。

1.2局限性

燃燒試驗(yàn)涉及到環(huán)境、熱量、氧氣等多種因素，且這些因素在真實(shí)火災(zāi)中是動(dòng)態(tài)的，因此燃燒試驗(yàn)非常復(fù)雜。紡織品傳統(tǒng)燃燒性能試驗(yàn)方法所獲得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)具有一定局限性，不能模擬紡織品在真實(shí)火災(zāi)中的燃燒行為，不能用于評(píng)估大型火災(zāi)火情危險(xiǎn)性及可能造成的哪種危害，只能用于一定試驗(yàn)條件下，比較不同紡織材料及其制品的阻燃性能。

2、錐形量熱儀法

2.1錐形量熱儀

錐形量熱儀是20世紀(jì)80年代初發(fā)展起來(lái)的一種燃燒測(cè)試裝置，能模擬真實(shí)燃燒時(shí)的各種參數(shù)，可以測(cè)量材料燃燒時(shí)的熱釋放速率。此外，它還可以測(cè)量紡織品的點(diǎn)燃時(shí)間、質(zhì)量損失速率、煙氣釋放速率、有效燃燒熱、有害氣體含量等參數(shù)，這些表征指標(biāo)可以綜合評(píng)價(jià)紡織品的燃燒特性。

2.2表征指標(biāo)

紡織品通過(guò)錐形量熱儀試驗(yàn)，可以得到的燃燒數(shù)據(jù)主要包括熱量釋放指標(biāo)、煙氣釋放指標(biāo)、毒害物質(zhì)指標(biāo)、引燃時(shí)間等，這些試驗(yàn)數(shù)據(jù)在紡織品阻燃性能研究評(píng)價(jià)以及紡織品所造成的火災(zāi)危險(xiǎn)性方面應(yīng)用廣泛，具有重要意義。

2.2.1熱釋放性指標(biāo)

紡織品從燃燒開(kāi)始就釋放出熱量，同時(shí)氣相、液相和固相物質(zhì)等的溫度升高，燃燒持續(xù)，在這一階段，Z重要的是材料的燃燒熱量釋放，一般來(lái)說(shuō)，紡織品燃燒時(shí)釋放的熱量越多，熱量釋放速度越快，火災(zāi)的危險(xiǎn)性越大。

常用的熱釋放性表征指標(biāo)主要包括熱釋放速率、有效燃燒熱、總釋放熱量。紡織品的熱釋放速率(HRR)是指在設(shè)定的入射熱流強(qiáng)度下，單位面積紡織品燃燒所釋放熱量的速率，其Zda值為熱釋放速率峰值(pkHRR)，表征的是紡織品燃燒過(guò)程中的Zda熱釋放程度。HRR和pkHRR越大，紡織品燃燒時(shí)釋放的熱量越大，造成的火災(zāi)危險(xiǎn)程度就越高。

采用錐形量熱儀還可以測(cè)量出紡織品在燃燒過(guò)程中的熱釋放速率隨時(shí)間的動(dòng)態(tài)變化。而總釋放熱是指在設(shè)定的入射熱流強(qiáng)度下，紡織品從點(diǎn)燃到火焰熄滅為止所釋放熱量的總和。有效燃燒熱表示在燃燒過(guò)程中的某個(gè)時(shí)刻，熱釋放速率和質(zhì)量損失速率之比，反映的是燃燒中揮發(fā)性氣體在火焰中的燃燒程度，可用于分析阻燃紡織品的阻燃機(jī)理。

2.2.2煙氣釋放指標(biāo)

煙氣釋放指標(biāo)主要包括生煙速率和總生煙量等。錐形量熱儀采用比消光面積來(lái)表示紡織品燃燒時(shí)的煙氣釋放。一般火災(zāi)煙氣中顆粒物直徑為幾個(gè)微米到幾十個(gè)微米，而可見(jiàn)光波長(zhǎng)在0.4～0.7微米，煙氣顆粒物對(duì)可見(jiàn)光有遮蔽作用，煙氣的釋放會(huì)大大降低火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的能見(jiàn)度，使人們產(chǎn)生恐慌心理，不能合理逃離火場(chǎng)，增大了火災(zāi)的危險(xiǎn)性。

2.2.3毒害物質(zhì)

根據(jù)各類(lèi)火災(zāi)資料統(tǒng)計(jì)，紡織品燃燒產(chǎn)生的煙霧毒害物質(zhì)，其危害性常比燃燒時(shí)產(chǎn)生的火焰和熱量更為嚴(yán)重，是火災(zāi)中導(dǎo)致人類(lèi)死亡的主要因素之一。錐形量熱儀可以采用附加設(shè)備采集煙氣進(jìn)行毒害物質(zhì)分析。紡織品燃燒時(shí)釋放出的煙氣中，含有一氧化碳、硫化氫、二氧化硫、各種氮氧化物、含碳無(wú)機(jī)物等毒害物質(zhì)，這些氣體一旦被人體吸入，危害極大。

2.2.4其他指標(biāo)

其他指標(biāo)包括質(zhì)量損失速率、引燃時(shí)間等。其中質(zhì)量損失速率是紡織品在燃燒過(guò)程中質(zhì)量隨時(shí)間的變化率，主要反映樣品在一定輻射熱流強(qiáng)度下熱裂解速度，同時(shí)可以得到樣品的質(zhì)量損失曲線(xiàn)，了解不同時(shí)刻樣品的殘余物質(zhì)量，用于材料裂解行為分析。引燃時(shí)間則是在設(shè)定的輻射熱流強(qiáng)度下，紡織品表面受熱到出現(xiàn)火焰燃燒所用時(shí)間，用于表征紡織品容易被點(diǎn)燃的程度。

3、結(jié)語(yǔ)

基于錐形量熱儀表征測(cè)試紡織品的燃燒特性，可以從點(diǎn)燃性能、熱釋放速率、總釋放熱、單位時(shí)間生煙量、總生煙量、煙氣毒性分析等方面進(jìn)行分析，試驗(yàn)數(shù)據(jù)可用于紡織品阻燃整理測(cè)試表征和評(píng)價(jià)，進(jìn)行紡織品阻燃整理機(jī)理研究；可用于評(píng)估紡織品造成的火災(zāi)危害程度。加強(qiáng)錐形量熱儀試驗(yàn)方法在紡織品燃燒特性的應(yīng)用研究，可以進(jìn)一步完善紡織品燃燒性能的測(cè)試表征手段。錐形量熱儀在紡織品阻燃整理機(jī)理、燃燒危險(xiǎn)性等級(jí)、燃燒類(lèi)型研究等方面具有重要意義。