火灾是威胁人类生命和财产安全最常见的灾害性事故之一,是一种时间和空间上失去控制的燃烧行为。热释放速率是描述火灾过程最重要的参数之一,反映燃烧过程中单位时间热释放量随时间的变化情况。随着石油化工行业的发展,高聚物已经成为人类生产生活不可或缺的重要组成部分,大部分的高聚物都是可燃性固体,燃烧释热量高、发烟量大,一旦发生火灾将严重威胁人员生命安全,造成重大财产损失,因此开展高聚物的热释放速率预测模型研究具有重要的现实意义。本文研究对象为热塑性高聚物,在小尺寸ISO 9705锥形量热平台对发泡类高聚物和非发泡类高聚物中的典型材料发泡聚苯乙烯(EPS)和聚苯乙烯薄板(PS板)进行了燃烧实验,对其从点燃到熄灭燃烧全过程的热释放速率进行了测量。根据发泡聚苯乙烯燃烧热释放速率实验曲线的特点,提出了一种基于高斯函数的尺度化热释放速率曲线预测模型,涉及的燃烧热物理参数包括热释放速率峰值、热释放速率峰值到达时间、火灾持续时间。发现了总释热量与可燃物数量的幂函数关系,根据参数之间的关系可以对大尺寸物体燃烧结果进行预测。通过对PS板燃烧实验测得的热释放速率分析,并结合燃烧过程,发现总释热量与PS板面积呈现良好的线性关系。基于指数函数建立了PS板的热释放速率预测模型,涉及的燃烧热物理参数包括热释放速率峰值、峰值到达时间、总释热量。其他尺寸PS板的验证实验结果表明,该模型对PS板的热释放速率曲线的预测结果是可信的。通过本课题的研究,获得了适用于发泡聚苯乙烯材料和非发泡材料PS板的热释放速率预测模型,为热塑性高聚物的热释放速率预测模型的建立提供了新方法,为火灾数值模拟和性能化消防设计中热释放速率曲线的确定提供了新思路。