复合材料学报

作者：马俊豪, 贾旭宏, 汤婧, 张晓宇, 代尚沛, 杨晓光,

关键词：飞机内饰壁板, 环氧树脂预浸料, 热稳定性, 燃烧特性, 火灾危险性,

民用飞机内饰壁板材料主要是纤维/树脂复合材料，该类复合材料具有一定的火灾危险性，因此研究其热稳定性和燃烧特性对于飞机防火具有重要意义。采用热重分析仪研究了不同升温速率对碳纤维/环氧树脂和玻璃纤维/环氧树脂两种典型飞机壁板材料热解的影响，并使用Kissinger法得到了分解阶段的表观活化能和指前因子；采用锥形量热仪研究了两种预浸料在不同火灾环境下的燃烧特性，并选取火势蔓延指数(<inline-formula><span class="inline-formula-span"> \delta _\rmFGI </span><img text_id='M1' class='formula-img' style='display:none;' src='2022-0020_M1.jpg'><alternatives></alternatives></inline-formula>)、火险潜在指数(<inline-formula><span class="inline-formula-span"> \delta _\rmFPI </span><img text_id='M2' class='formula-img' style='display:none;' src='2022-0020_M2.jpg'><alternatives></alternatives></inline-formula>)、放热指数(<inline-formula><span class="inline-formula-span"> \delta _\rmTHRI </span><img text_id='M3' class='formula-img' style='display:none;' src='2022-0020_M3.jpg'><alternatives></alternatives></inline-formula>)、发烟指数(<inline-formula><span class="inline-formula-span"> \delta _\rmTSPI </span><img text_id='M4' class='formula-img' style='display:none;' src='2022-0020_M4.jpg'><alternatives></alternatives></inline-formula>) 4种评价指标评估其火灾危险性；进而分析两种纤维在树脂复合材料热解、燃烧过程中的影响。结果表明：在空气气氛下，升温速率对两种预浸料的热解影响都较大，碳纤维在556℃以上发生分解，玻璃纤维未发生分解。在热解时玻璃纤维预浸料前两阶段的活化能明显高于碳纤维预浸料，表明玻璃纤维预浸料具有更高的热稳定性。碳纤维预浸料的热释放速率、产烟速率、总产热量、总产烟量均大于玻璃纤维预浸料，随着热辐射强度的增加，两种预浸料这些参数之间的差值都不断变大，碳纤维预浸料的<inline-formula><span class="inline-formula-span"> \delta _\rmFGI </span><img text_id='M1' class='formula-img' style='display:none;' src='2022-0020_M1.jpg'><alternatives></alternatives></inline-formula>、<inline-formula><span class="inline-formula-span"> \delta _\rmTHRI </span><img text_id='M3' class='formula-img' style='display:none;' src='2022-0020_M3.jpg'><alternatives></alternatives></inline-formula>、<inline-formula><span class="inline-formula-span"> \delta _\rmTSPI </span><img text_id='M4' class='formula-img' style='display:none;' src='2022-0020_M4.jpg'><alternatives></alternatives></inline-formula>均大于玻璃纤维预浸料，<inline-formula><span class="inline-formula-span"> \delta _\rmFPI </span><img text_id='M2' class='formula-img' style='display:none;' src='2022-0020_M2.jpg'><alternatives></alternatives></inline-formula>值则相反。分析发现，两种纤维都对复合材料的热解有一定的抑制作用，但玻璃纤维抑制作用更明显，碳纤维/环氧复合材料火灾危险性更大。

来源：2023年第2期

《复合材料学报》期刊编辑部

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