PVC壁紙煙密度的試驗研究

摘 要：本文使用SCY-1型建筑材料煙密度測定儀，依據(jù)《建筑材料燃燒或分解的煙密度試驗方法》（GB/T 8627—2007），測定PVC壁紙燃燒過程中煙密度的變化。為了考察水及S-100-AB-DW水系滅火劑對材料產(chǎn)煙量的影響，用水及S-100-AB-DW水系滅火劑浸泡PVC壁紙后，開展了對比試驗。結(jié)果表明，浸水后，材料開始產(chǎn)煙的時間延遲，浸了S-100-AB-DW水系滅火劑的材料開始產(chǎn)煙時間提前，水及S-100-AB-DW水系滅火劑都對最大煙密度影響不大，都使總產(chǎn)煙量和煙密度等級減小，但水的作用更顯著。

關鍵詞：PVC壁紙；煙密度；S-100-AB-DW水系滅火劑

中圖分類號：TU56 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2018）22-0129-03

Experimental Study on Smoke Density of PVC Wallpaper

WANG Ping

（Department of Fire Protection Engineering， Chinese People's Armed Police Force Academy，Langfang Hebei 065000）

Abstract： In this paper， the smoke density of PVC wallpaper in combustion process were measured by using the building smoke density tester of SCY-1 type according to Test Method for Smoke Density of Burning or Decomposition of Building Materials （GB/T 8627—2007） method. Smoke density after adding water and water-based extinguisher were compared in order to investigate the effects of water and water-based extinguisher on smoke density of PVC wallpaper. According to the results，the beginning time of smoke emerge was shortened after adding water while it was prolonged after adding water-based extinguisher. Both water and water-based extinguisher had little influence on the maximum smoke density（MSD）of PVC wallpaper. Both water and water-based extinguisher resulted in decreasing of the total production of smoke and smoke density rating（SDR）， but the effect of water was significantly.

Keywords： PVC wallpaper；smoke density；S-100-AB-DWwater-based extinguisher

近年來，隨著人們生活水平的不斷提高，室內(nèi)裝飾裝修越來越受到重視。壁紙是應用廣泛的內(nèi)墻裝修材料[1]。壁紙花色品種繁多、美觀時尚、經(jīng)濟環(huán)保、施工方便[2]，日益成為建筑內(nèi)墻裝修中的主流產(chǎn)品。其中，塑料壁紙是目前生產(chǎn)最多、應用量最大的一種壁紙。其以具有一定性能的原紙為基層，以聚氯乙烯（PVC薄膜）、纖維等為面層，經(jīng)過壓延或涂布、印刷、發(fā)泡或軋花等工序制成的墻體裝飾材料，簡稱PVC壁紙[3]。PVC壁紙不僅具有普通壁紙的優(yōu)點，而且具有防霉、抗菌等特殊功能[4]。但是，未經(jīng)防火處理的PVC壁紙氧指數(shù)較低，僅為21左右，屬于易燃材料[5]。PVC壁紙燃燒釋放出大量有毒煙氣[6]，會對人員的生命安全造成威脅。而撲救火災時往往用水或其他滅火劑，這些滅火劑噴灑到壁紙上會對其產(chǎn)煙性造成不同的影響。本文研究了水及S-100-AB-DW水系滅火劑對PVC壁紙產(chǎn)煙性的影響[7]。

1 試驗材料及儀器

1.1 主要材料

PVC壁紙，依據(jù)《建筑材料燃燒或分解的煙密度試驗方法》（GB/T 8627—2007）的要求進行加工，加工尺寸大小為2.54cm×2.54cm×0.62mm[8]；自來水；水系滅火劑S-100-AB-DW，廊坊鎰安消防公司生產(chǎn)。

1.2 主要儀器

SCY-1型建筑材料煙密度測定儀（南京上元儀器廠生產(chǎn)），主要部件有樣品支架、點火系統(tǒng)、光電系統(tǒng)、記時裝置和煙箱等。

2 試驗方法

使用SCY-1型建材煙密度測定儀，依據(jù)《建筑材料燃燒或分解的煙密度試驗方法》（GB/T 8627—2007）要求的條件進行試驗[8]，測定煙密度值。采用液化石油氣火焰點火，調(diào)節(jié)壓力為0.2MPa，每隔1s記錄一個數(shù)據(jù)，每次試驗進行4min，繪制曲線，曲線最高點即為最大煙密度（MSD）值。每個樣品平行做3次試驗，取平均值。

為了對比水及水系滅火劑對材料發(fā)煙性能的影響，做了3組對照試驗[9]。一組是不加滅火劑的材料，另外一組加入2mL水浸泡100s，第三組加入2mL S-100-AB-DW滅火劑浸泡100s后再進行煙密度試驗。同時，記錄試驗期間出現(xiàn)的現(xiàn)象，如樣品開始出現(xiàn)煙氣的時間、火焰熄滅的時間、安全出口標志變模糊的時間等。

3 結(jié)果討論

3.1 試驗現(xiàn)象

PVC壁紙燃燒過程中出現(xiàn)的典型現(xiàn)象見表1。

3.2 煙密度曲線

三種樣品的煙密度曲線如圖1所示。

3.3 試驗結(jié)果分析

3.3.1 實驗結(jié)果。煙密度曲線與時間軸所圍的面積為總的產(chǎn)煙量，曲線與時間軸所圍面積除以曲線圖的總面積，再乘以100，為試樣的煙密度等級[8]，試驗結(jié)果見表2。

主要參數(shù)分析如下。

①開始產(chǎn)煙時間。加水浸泡后的PVC壁紙開始產(chǎn)煙時間延遲42s，浸泡S-100-AB-DW水系滅火劑的材料開始產(chǎn)煙提前3s。

②最大煙密度。加水和加S-100-AB-DW水系滅火劑后浸泡后PVC壁紙的最大煙密度基本保持不變。

③達到最大煙密度時間。加水浸泡后PVC壁紙達到最大煙密度時間比干材料延遲52s。浸泡S-100-AB-DW水系滅火劑的材料達到最大煙密度時間比干材料延遲23s。

④總產(chǎn)煙量和煙密度等級。加水浸泡后PVC壁紙的總產(chǎn)煙量、煙密度等級下降了30.16%。浸泡S-100-AB-DW水系滅火劑的材料總產(chǎn)煙量和煙密度等級下降了8.51%。

3.3.2 結(jié)果分析。PVC壁紙主要成分是聚氯乙烯[10，11]。PVC的熱解過程主要分為2個階段，第一階段溫度為250～350℃，在PVC分子鏈的某些活性點上產(chǎn)生自由基，隨溫度的升高引發(fā)了脫HCl的鏈鎖反應。同時，由于氯自由基具有很高的活性，使碳長鏈斷裂形成一些相鄰的多烯烴鏈段，從而生成少量的環(huán)烷烴和苯等芳香族化合物。PVC熱解是快速脫除HCl的鏈式反應過程。第二階段溫度在350℃以上，主要發(fā)生結(jié)構(gòu)重整，通過分子重排、環(huán)化形成芳烴結(jié)構(gòu)。熱解產(chǎn)物除HCl外，還有共軛多烯、脂肪族化合物、芳香族化合物、焦粒和煙[12-14]等。煙氣中主要成分為HCl、CO和CO2，還存在一些其他的烴類物質(zhì)，如苯、三十烷、乙烯和乙酸酐等，此外還有苯及咪唑（C3H4N2）[15]。

加水浸泡后，PVC壁紙的開始產(chǎn)煙時間延遲。主要原因是：水的沸點為100℃，低于PVC的分解溫度，PVC壁紙吸水性差，水分大部分附著在壁紙表面，水蒸發(fā)會吸收大量的熱，使溫度降低，推遲PVC壁紙的熱解和燃燒過程。同時，水變成水蒸氣，體積會增大1 700倍，可以稀釋煙霧，起到消煙作用[16]。所以，最大煙密度、總產(chǎn)煙量和煙密度等級減小。

S-100-AB-DW水系滅火劑是在水中添加多種成分組成的滅火劑，通過物理吸熱冷卻、抑制氧氣、化學滲透阻燃三種機理滅火，其在材料表面和內(nèi)部停留的時間延長，不易蒸發(fā)出來。所以其滅火效果比水好。浸泡S-100-AB-DW水系滅火劑的材料開始產(chǎn)煙提前3s，說明水的蒸發(fā)過程和壁紙的熱解過程是同時進行的，并且發(fā)生的是不充分的氧化熱解和燃燒，因此，最大煙密度、總產(chǎn)煙量和煙密度等級增大。

4 結(jié)論

從煙密度的對比測定結(jié)果可以看出：兩種滅火劑對PVC壁紙燃燒產(chǎn)煙量的影響是不同的。相同條件下，水可以使PVC壁紙開始產(chǎn)煙的時間延遲，而S-100-AB-DW水系滅火劑使PVC壁紙開始產(chǎn)煙的時間提前。二者都會使總產(chǎn)煙量和煙密度等級減小，但水的作用更顯著。二者均對最大煙密度影響不大。實際火災發(fā)生時，滅火效率高的滅火劑抑煙效果不一定好。此外，煙密度還與建筑物的結(jié)構(gòu)、火場通風條件等有關，需綜合考慮來選擇合適的滅火劑。

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