热辐射强度对五种橡胶生胶燃烧和热解特性的影响
DOI:
作者:
作者单位:

武汉科技大学 资源与环境工程学院, 湖北 武汉 430081

作者简介:

通讯作者:

中图分类号:

基金项目:

国家自然科学基金资助项目(51306097); 湖北省教育厅科学研究计划指导性项目(B2021012);山东省自然科学基金资助项目(ZR2019MEE114)


Influences of Thermal Radiation Intensity on Combustion Behaviors and Decomposition Kinetics of Five Raw Rubbers
Author:
Affiliation:

Fund Project:

  • 摘要
  • |
  • 图/表
  • |
  • 访问统计
  • |
  • 参考文献
  • |
  • 相似文献
  • |
  • 引证文献
  • |
  • 资源附件
  • |
  • 文章评论
    摘要:

    为探究热辐射强度对橡胶生胶燃烧和热解特性的影响,本文以天然橡胶(NR)、三元乙丙橡胶(EPDM)、顺丁橡胶(BR)、丁腈橡胶(NBR)和丁苯橡胶(SBR)为研究对象,利用锥形量热仪测定生胶的燃烧行为,发现在不同强度热辐射作用下NR和EPDM的热释放速率(HRR)曲线均为后单峰型,但BR、NBR和SBR的HRR曲线会从35kW/m2热辐射强度下的后单峰型转变为15kW/m2热辐射强度下的双峰型。该双峰型曲线的形成可以通过着火前样品的外观变化和热解特性演化进行解释。在15kW/m2热辐射作用下,BR、NBR、SBR样品的上半部分出现了多分层现象,表面形成了较多的硬质炭层,且至少有一个分层的残炭率和热解反应活化能均大于35kW/m2热辐射作用下样品表层的残炭率和热解反应活化能。该分层现象和热解特性演化可能与低强度热辐射作用下生胶较长时间处于交联反应温度区间有关,而NR和EPDM的交联作用因为返原现象而大幅削弱,故而在15kW/m2热辐射强度下没有出现双峰型HRR曲线。

    Abstract:

    To explore the combustion behavior and decomposition kinetics of the raw rubber under different radiation heat fluxes, the heat release rate (HRR) of natural rubber (NR), ethylene propylene diene monomer (EPDM), butadiene rubber (BR), nitrile-butadiene rubber (NBR) and styrene-butadiene rubber (SBR) were measured via the cone calorimeter. The HRR curves of NR and EPDM under both 15kW/m2 and 35kW/m2 radiation heat fluxes are of the single peak type. However, the HRR curves of BR, NBR and SBR change from the single peak type at 35kW/m2 to the double peak type at 15kW/m2. The formation of the double peak type HRR curves can be explained by the appearance variation and pyrolysis characteristics evolution of specimens before ignition. For BR, NBR and SBR under 15kW/m2 radiation heat flux, the specimen at 5s before ignition can be divided into multiple layers, and the top surface is composed of rigid char like material. Further, at least one of the layers has higher char yield and greater activation energy of decomposition reaction than the upper part of specimen under 35kW/m2 radiation heat flux. The formation of multiple layers and the evolution of pyrolysis characteristics may be related to the fact that the raw rubber stays in the cross-linking reaction temperature range for a relatively long time under 15kW/m2 radiation heat flux. However, the cross-linking effect of NR and EPDM is greatly weakened due to the reversion phenomenon, which prevents the HRR curve at 15kW/m2 from converting to the double peak type.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文
分享
文章指标
  • 点击次数:
  • 下载次数:
  • HTML阅读次数:
  • 引用次数:
历史
  • 收稿日期:2022-08-04
  • 最后修改日期:2022-11-29
  • 录用日期:2022-12-08
  • 在线发布日期:
  • 出版日期:
您是第位访问者
编辑出版:《高分子材料科学与工程》编辑部
地址:四川省成都市一环路南一段24号 四川大学高分子研究所
电话:028-8540 1653  E-mail:gfzclbjb@163.net; gfzclbjb@vip.sina.com
高分子材料科学与工程 ® 2022 版权所有
技术支持:北京勤云科技发展有限公司