摘要
使用热重分析仪和锥形量热仪在相同条件下分析对比两种试验材料空客320货舱衬板（玻璃纤维/酚醛树脂）和3240玻纤板-FR4（玻璃纤维/环氧树脂）的热解和燃烧特性。试验结果表明：空客320货舱衬板和3240玻纤板-FR4的热解分为4个和3个阶段，货舱衬板的初始热分解温度、点燃时间及燃烧时长均小于3240玻纤板-FR4。3240玻纤板-FR4的有烟时间、产烟率（RSR）及总产烟量（TSR）大于货舱衬板，且产烟率（RSR）及总产烟量（TSR）分别是货舱衬板的2倍、3.45倍；3240玻纤板-FR4的热释放速率（HRR）及总热释放量（THR）大于货舱衬板，且热释放速率峰值（pk-HRR）及总热释放量（THR）分别是货舱衬板的1.47倍、1.94倍。故空客320货舱衬板在火灾发生后对人的生命安全及飞机的运行安全危险性小。
进入21世纪以来，我国航空航天事业发展迅速，航空货运周转量的增长速度大于客运周转量的增长速度。由于货舱起火时而发生，所以我国民航行业标准MH/T 6086—2012要求货舱衬板材料的耐烧穿时间必须大于5 min，以提供足够的时间启动灭火系
张鹏飞
货舱的火灾危险严重影响着飞机的安全运行。本试验用热重分析仪和锥形量热仪研究典型货舱壁板材料的热解和燃烧特性，降低火灾发生的潜在危险，为我国研发用于飞机货舱衬板的阻燃材料指明方向及防火灭火提供理论依据。
树脂基复合材料在一定热流条件下持续受热时，首先发生表层树脂热分解，释放出小分子气体，生成炭化层、热解层，其树脂的裂解，向外引射分解气体，对炭层起到一定保护作
由
图1 酚醛树脂基体的热失重和失重速率曲线
Fig.1 TG and DTG curves of phenolic resin matrix
图2 空客320货舱衬板复合材料的热失重和失重速率曲线
Fig.2 TG and DTG curves of Airbus 320 cargo hold lining composite
由
图3 环氧树脂基体的热失重和失重速率曲线
Fig.3 TG and DTG curves of epoxy resin matrix
图4 3240玻纤板-FR4复合材料的热失重和失重速率曲线
Fig.4 TG and DTG curves of 3240 fiberglass board-FR4 composite
综上所述，树脂基体加入阻燃剂和纤维等能促进材料的热分解，使其初始热分解温度降低。空客320货舱衬板和3240玻纤板-FR4复合材料热失重过程取决于树脂基体热分解行为，因为玻璃纤维的熔化温度在1 300 ℃左
点燃时间与燃烧时长是评价固体材料燃烧性能的重要指
2种材料在火灾环境中持续受热分解生成大量的烟气颗粒和NOx、H2S、CO等有毒气体，其在货舱两侧短时间内扩散到客舱，危害到乘客人员的生命健康。产烟率（RSR）和总产烟量（TSR）是评估火灾危害程度的重要参数。
图5 空客320货舱衬板和3240玻纤板-FR4复合材料的RSR曲线
Fig.5 RSR curves of Airbus 320 cargo hold liner and 3240 fiberglass board-FR4 composite
图6 空客320货舱衬板和3240玻纤板-FR4复合材料的TSR曲线
Fig.6 TSR curves of Airbus 320 cargo hold liner and 3240 fiberglass board-FR4 composite
聚合物燃烧一定会释放大量的热量，而热释放速率是衡量火灾危险性中最重要的单一变
图7 空客320货舱衬板和3240玻纤板-FR4复合材料的HRR曲线
Fig.7 HRR curves of Airbus 320 cargo hold liner and 3240 fiberglass board-FR4 composite
图8 空客320货舱衬板和3240玻纤板-FR4复合材料的THR曲线
Fig.8 THR curves of Airbus 320 cargo hold liner and 3240 fiberglass board-FR4 composite
（1）空客320货舱衬板和3240玻纤板-FR4复合材料在空气气氛下热解过程分别为4个和3个阶段，且前者的初始分解温度低于后者。两种复合材料的剩余量分别为67.74%和71.81%。
（2）在相同热辐射强度条件下进行火灾模拟，得出3240玻纤板-FR4的产烟率及总产烟量分别是货舱衬板的2倍、3.45倍；3240玻纤板-FR4的热释放速率峰值及总热释放量分别是货舱衬板的1.47倍、1.94倍。通过对比分析有烟时间、RSR、TSR、pk-HRR、THR结果表明，空客320货舱衬板（玻璃纤维/酚醛树脂）有很好的低烟雾性、低毒性和耐火性。
（3）相比3240玻纤板-FR4（玻璃纤维/环氧树脂）而言，空客320货舱衬板（玻璃纤维/酚醛树脂）在火灾发生后对人的生命安全及飞机的运行安全危险性小。
参考文献
MH/T 6086—2012， 飞机货舱衬板耐烧穿试验［S］. [百度学术]
MH/T 6086—2012， Flame burn through test for aircraft cargo liners ［S］. [百度学术]
蔡菊生. 先进复合材料在航空航天领域的应用［J］. 合成材料老化与应用， 2018，47（6）： 94-97. [百度学术]
CAI Jusheng. Application of advanced composite materials in aerospace［J］. Synthetic Materials Aging and Application， 2018，47（6）：94-97. [百度学术]
朱永茂. 国外酚醛树脂及其塑料发展动向［J］. 热固性树脂， 2003（6）： 28-30，36. [百度学术]
ZHU Yongmao. Development trend of phenolic resin and plastics used it ［J］. Thermosetting Resin， 2003（6）：28-30，36. [百度学术]
马洪霞. 阻燃低烟低毒复合材料在交通运输领域的发展Ⅱ.基体树脂分析［J］. 热固性树脂， 2016，31（6）： 65-68. [百度学术]
MA Hongxia. Development of composites with superior FST properties in transportation Ⅱ. Analysis of matrix resin［J］. Thermosetting Resin， 2016，31（6）：65-68. [百度学术]
Federal Aviation Regulations. Section 25.853：Appendix C Materials Used in Aircraft［S］. [百度学术]
Sara Black. Advanced materials for aircraft interiors［R］. 2016. [百度学术]
张鹏飞， 王旭. 民航客机火灾风险浅析［J］. 沈阳航空工业学院学报， 2010，27（1）： 77-80. [百度学术]
ZHANG Pengfei， WANG Xu. Analysis of civil aircraft fire hazard［J］. Journal of Shenyang Aerospace University， 2010，27（1）：77-80. [百度学术]
杜宇， 张宝艳， 王婷婷， 等. 民机内饰用阻燃环氧树脂及复合材料性能研究［J］. 民用飞机设计与研究， 2019（4）： 56-60. [百度学术]
DU Yu， ZHANG Baoyan， WANG Tingting，et al. Study on properties of flame retardant epoxy resin and composites for civil aircraft interior decoration［J］. Civil Aircraft Design & Research，2019（4）：56-60. [百度学术]
李胜， 张广鑫， 王文博， 等. 基于锥形量热仪法对环氧树脂燃烧性能的研究［J］. 化学与粘合， 2019，41（6）： 457-459，483. [百度学术]
LI Sheng， ZHANG Guangxin， WANG Wenbo，et al. Research on the combustion performance of epoxy resin based on the cone calorimeter［J］.Chemistry and Adhesion， 2019，41（6）：457-459，483. [百度学术]
CHEN R Y， LU S X， LI C H， et al. Experimental study on ignition and combustion characteristics of fibre-reinforced phenolic composite［J］. Key Engineering Materials， 2016，707： 13-22. [百度学术]
黄娜， 刘亮， 王晓叶. 热重质谱联用技术对酚醛树脂热解行为及动力学研究［J］. 宇航材料工艺， 2012，42（2）： 99-102. [百度学术]
HUANG Na， LIU Liang， WANG Xiaoye. Pyrolysis and kinetics of phenolic resin by TG-MS analysis［J］. Aerospace Materials & Technology，2012，42（2）：99-102. [百度学术]
郭梅梅， 匡松连， 华小玲， 等. 树脂基复合材料的分解防热效率［J］. 宇航材料工艺， 2012，42（2）： 58-60. [百度学术]
GUO Meimei， KUANG Songlian， HUA Xiaoling，et al. Heat-resistant effect of pyrolysis of resin composites［J］. Aerospace Materials & Technology， 2012，42（2）：58-60. [百度学术]
陈敏孙， 江厚满， 刘泽金. 玻璃纤维/环氧树脂复合材料热分解动力学参数的确定［J］. 强激光与粒子束， 2010，22（9）： 1969-1972. [百度学术]
CHEN Minsun， JIANG Houman， LIU Zejin. Determination of thermal decomposition kinetic parameters of glass-fiber/epoxy composite［J］. High Power Laser and Particle Beams， 2010，22（9）：1969-1972. [百度学术]
LAUTENBERGER C， TORERO J， FERNANDEZ-PELLO C. Understanding materials flammability， flammability testing of materials used in construction， Transport and mining［M］.UK： Woodhead Publishing，2006：1-21. [百度学术]
杨雪梅. 酚醛阻燃复合材料在民用飞机上的应用［J］. 工程与试验， 2015，55（3）： 30-34，103. [百度学术]
Yang Xuemei. Application of flame retardant phenolic composite to civil aircraft［J］. Engineering & Test. 2015，55（3）：30-34，103. [百度学术]
BABRAUSKAS V， PEACOCK R D. Heat release rate： the single most important variable in fire hazard［J］. Fire Safety Journal， 1992，18（3）： 255-272. [百度学术]
KNOP A， PILATO L A. Degradation of phenolic resins by heat， oxygen and high-energy radiation［J］. Phenolic Resins， 1985：140-146. [百度学术]
