PMMA单板及平行双板水平火蔓延特性研究的任务书.docx

PMMA单板及平行双板水平火蔓延特性研究的任务书
任务书
一、任务背景
随着经济的快速发展和人们物质生活水平的提高，建筑、装饰、交通工具等行业对高透明性、高强度、高耐热性、高耐光性和高耐候性等多种性能的需求越来越大。因此，聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）逐渐成为一种备受推崇的材料，其在照明灯罩、建筑立面、广告招牌、汽车车灯、船舶窗户等领域有着广泛的应用。然而，在使用过程中，PMMA单板和平行双板的水平火蔓延特性对人们的生命财产安全构成了一定的威胁。因此，对PMMA单板及平行双板水平火蔓延特性的研究显得尤为必要。
二、研究目标
本研究的目标是探究PMMA单板及平行双板的水平火蔓延特性，即在水平条件下，PMMA材料在不同条件下的燃烧特性和火灾传播速度等参数。具体目标如下：
1.研究PMMA单板和平行双板的质量、尺寸、厚度等基本物理特性。
2.采用自制的实验装置，探究PMMA单板和平行双板在水平火焰燃烧过程中发生的燃烧特性和火灾传播速度等参数。
3.探究PMMA材料在不同燃烧条件下的热释放速率、烟密度、燃烧产物种类及其释放量等参数。
4.对PMMA单板和平行双板的燃烧特性和火灾传播速度等参数进行对比研究。
5.基于实验数据，建立PMMA单板和平行双板水平火蔓延的数学模型，为实际应用提供参考。
三、研究内容
1.研究PMMA材料的基本物理特性
（1）样品制备：选取小于1mm的PMMA片材，使用切割机器切割为实验所需大小，要求表面光滑平整。
（2）尺寸、厚度、密度测试：使用数码表、游标卡尺、密度计等实验仪器，对PMMA样品进行尺寸、厚度、密度等物理特性的测试并记录数据。
2.实验仪器的制备
（1）燃烧腔室：采用箱式式燃烧腔，该燃烧腔具有两个互通的室，可以控制燃烧室和观察室间的气流方向，以及控制供给的燃烧气体流量。
（2）火焰源：采用一定功率的丙烷火炬作为火焰源，通过气管将气体输送到燃烧腔体中。
（3）观测装置：采用高速摄像机对实验过程进行拍摄，并通过标准光学镜头对PMMA燃烧过程进行观察和分析。
3.实验方法
（1）燃烧特性测试：将PMMA单板或平行双板放置在燃烧腔室内，在氧气含量为21%的环境中，在火焰源下方放置PMMA样品并点燃。调节不同的气流速度、火焰长度和角度，研究PMMA材料在水平火焰燃烧过程中的燃烧特性和火灾传播速度等参数。
（2）热释放速率测试：利用热重分析仪（TGA）研究PMMA在不同条件下的热稳定性和热释放速率等参数。
（3）烟密度测定：利用透射法，通过密度分析仪对燃烧产生的烟雾量进行测定和分析。
四、研究意义
本研究对于不断提升PMMA材料的使用安全性，避免因材料自身性能问题导致的人身和财产损失具有重要意义。推动PMMA材料的可靠性和实用性发展，同时为PMMA材料的设计和生产提供参考。
五、研究计划
时间安排：共计8周
第一周：研究PMMA材料的基本物理特性；
第二周：制备实验所需仪器和设备；
第三周：研究PMMA单板和平行双板在水平火灾中的燃烧特性和火灾传播速度；
第四周：研究PMMA材料在不同燃烧条件下的热释放速率和燃烧产物种类；
第五周：数据处理和分析；
第六周：PMMA单板和平行双板的特性比较研究；
第七周：建立PMMA单板和平行双板水平火蔓延的数学模型；
第八周：总结和撰写研究报告。
六、参考文献
[1]向俊华,等.PMMA板材的性能与应用研究综述[J].塑料,2017,46(01):49-52+58.
[2]胡宏.PMMA板材在绿色建筑应用中的优势及施工技巧[J].绿色建材,2017,(10):127-127.
[3]王秀荣,罗国前.PMMA行业发展现状及前景分析[J].聚合物材料与工程,2017,43(05):32-36.
[4]赵宝峰,等.光学级PMMA单板气固界面聚合合成及其热塑成形性能研究[J].高分子材料科学与工程,2016,32(1):59-64.
[5]Heydarpour,F.,&Khodaygan,S.(2021).AComparativeStudyofFirePropertiesofAcrylicandPolycarbonateasGlazingMaterialsinBuildings.JournalofFireSciences,39(4),401–422.doi:10.1177/0734904120940814