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煤矿用聚合物制品安全性能评价方法的探讨

随着化工材料的进展,高分子聚合物以质量轻、耐腐蚀、强度高、易加工等优良的综合性能逐步“以塑代钢”,并被广泛应用于煤矿井下,如风筒、输送带、管材、塑料网假顶、仪器设备外壳或零部件等。但与此同时,高分子聚合物制品具有易燃烧、易产生静电积聚的特点,在煤矿井下使用,存在着引起瓦斯煤尘爆炸的担忧全隐患。据不完全统计,北票、鸡西、西山、丰城、淮南都曾发生因聚合物制品燃烧或静电积聚引起矿井瓦斯爆炸和火灾,造成人员伤亡和国家财产的巨大损失。为此,依据煤矿井下使用高分子聚合物制品的安全要求及其燃烧和静电积聚的机理,制订相应的技术标准和评价方法,促进阻燃抗静电性能的不断提高,始终是国内外共同关注的重点。

1安全要求

高分子聚合物制品在煤矿井下有瓦斯煤尘爆炸危急性环境中使用时,除保证有良好的使用性能外,尤其应具有牢靠的安全性能,即阻燃和抗静电性能,必需满足以下要求:

1)不因使用高分子聚合物制品而增加煤矿井下着火危急性。即使煤矿井下发生火灾,火焰也不得集中,避开火灾扩大化。

2)高分子聚合物制品因燃烧而产生的分解物的量不得危害人身健康;燃烧产生的烟尘或刺激性、腐蚀性、毒害性气体不得损害人的眼睛、皮肤,达到使人不能承受的刺激程度;燃烧气体成分不能影响自救器的正常工作,给救生和消防带来困难。

3)高分子聚合物制品表面不允许积聚能使可燃气体着火的静电电荷量。

2阻燃性能评价方法

高分子聚合物制品在燃烧时发热量大、火焰传播速度快,以及释放出大量的烟尘或刺激性、腐蚀性、毒害性气体,给井下救生和消防带来困难。因此,井下用高分子聚合物制品的阻燃以及低烟、低毒等问题,成为世界各国着力争辩、制订阻燃法规及标准的课题。

在争辩、开发井下用阻燃高聚物制品时,燃烧性试验是评价阻燃效果的极其重要的手段,通常步骤是:首先对高分子聚合物材料本身的阻燃性能进行试验并作出评价,以测定材料的物理和化学的燃烧特性为主,如分解温度、闪点、自燃点、燃烧热、临界氧指数、燃烧速度、燃烧时间、发烟性、产生的气体及其毒性等,然后,再对所选材料构成的制品进行试验和评价,以使用的安全性为目标。对用户而言,关注的是后者,人们期望这种试验最好能使实际火灾所发生的效果再现,所以,国内外井下用高分子聚合物制品的标准都是测定制品在模拟使用条件下的燃烧特性。

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