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Journal of Tsinghua University(Science and Technology) >

2025 , Vol. 65 >Issue 7: 1368 - 1376

DOI: https://doi.org/10.16511/j.cnki.qhdxxb.2025.22.001

Safety Science

Pyrolytic combustion and fire hazard of ABS materials

  • Siyuan MU 1 ,
  • Quanyi LIU , 1, 2, * ,
  • Ruxuan YANG 1 ,
  • Yi LIU 1 ,
  • Rui YANG 3
Expand
  • 1. Civil Aircraft Fire Science and Safety Engineering Key Laboratory of Sichuan Province, Civil Aviation Flight University of China, Guanghan 618307, China
  • 2. College of Civil Aviation Safety Engineering, Civil Aviation Flight University of China, Guanghan 618307, China
  • 3. School of Safety Science, Tsinghua University, Beijing 100084, China

Received date: 2024-06-21

  Online published: 2025-06-26

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All rights reserved. Unauthorized reproduction is prohibited.
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Abstract

Objective: Due to the high flammability of nonflame-retardant pure acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS), a material often used for passenger luggage, it is easily ignited by open flames, posing risks to aviation operations. Therefore, in-depth research on the pyrolytic combustion characteristics of ABS at high temperatures and high radiation intensities is crucial for the safe operation of aircraft. Methods: This study evaluated the thermal stability and combustion characteristics of ABS under different heating rates and radiation intensity conditions using thermogravimetric analysis and cone calorimeter systems. This study also analyzed the variations in the characteristic parameters of ABS. Results: The results show that the pyrolysis process of ABS can be divided into an initial volatilization stage, a rapid decomposition stage, a residual combustion stage, and a pyrolysis termination stage. In the rapid decomposition stage, when ABS reaches temperatures of approximately 310 ℃ to 343 ℃, the main polymer chains of ABS undergo cleavage, breaking down into different components, such as acrylonitrile and polyethylene monomers, leading to the decomposition of polymer molecules. When heated, the main chain of ABS ruptures. The molecular structure of ABS contains different components, such as styrene and butadiene, which are prone to decomposition and cross-linking reactions upon heating, resulting in the occurrence of the pyrolysis process. An increase in heating rate significantly shortens the pyrolysis time and enhances the maximum thermal decomposition rate. As the radiation intensity increases, the combustion process of ABS accelerates, with the heat release rate increasing and the peak heat release rate increasing by 53%. The combustion and ignition times decrease by 32% and 78%, respectively, because of the increase in material temperature and the exacerbation of heat conduction and convection phenomena leading to an increase in heat release rate. Under low radiation intensities, ABS cannot rapidly absorb energy to reach combustion conditions. However, as the radiation intensity increases, ABS can rapidly absorb sufficient energy for faster decomposition, thus shortening the combustion time. The generation time of carbon monoxide (CO) and carbon dioxide (CO2) is enhanced, and the maximum generation amounts of CO2 and CO increase by 49% and 74%, respectively. The oxygen consumption increases and the oxygen consumption rate accelerates due to the intensified molecular motion caused by thermal radiation, leading to a faster reaction with oxygen in the air. The mass loss time is enhanced, the remaining sample mass decreases, and the maximum mass loss rate increases by 53.8%. Based on the thermal penetration model, 2 mm thick ABS material is classified as a thermally thin material, and verification is conducted. Based on the ignition time model, a critical radiative heat flux formula is established, and the critical radiative heat flux is calculated to be 16.255 kW/m2. Finally, according to the fire performance indicators, as the radiation intensity increases, the material combustion rate increases, releasing higher amounts of heat, leading to faster fire growth and development, thereby increasing fire risk. The fire risk of ABS is positively correlated with the radiation intensity. Conclusions: This study concludes that ABS exhibits a high fire risk. This research provides crucial data and practical references on the fire risks associated with ABS material for safe aviation operations.

Key words： acrylonitrile-butadiene-styrene(ABS); pyrolysis; combustion; radiation intensity; fire hazard

Cite this article

Siyuan MU , Quanyi LIU , Ruxuan YANG , Yi LIU , Rui YANG . Pyrolytic combustion and fire hazard of ABS materials[J]. Journal of Tsinghua University(Science and Technology), 2025 , 65(7) : 1368 -1376 . DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2025.22.001

飞机火灾是民航业在高速高质量发展过程中面临的严峻挑战之一。一旦发生航空事故，通常伴随着飞机火灾[1]。据统计，飞机上托运的货物或旅客行李中约有70%~80% 是可燃材料[2]。由于丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(acrylonitrile-butadiene-styrene, ABS)材料具有较好的耐磨性和抗冲击性、高强度、高韧性并且易于加工，以及较高的性价比等优势，常被用来制作旅客行李箱。据市场调查统计(https://mbd.baidu.com/ma/s/xsXjBFSH)，ABS材料的行李箱约占行李箱市场的40%以上。由于未经阻燃处理的纯ABS材料遇到明火容易燃烧，会对航空运行造成危险。因此，深入研究ABS在高温下的热解燃烧特性对于航空器的安全运行至关重要；通过了解ABS材料在火灾下的燃烧行为，可以有效预防火灾的发生并及时控制火灾的蔓延，从而提高航空器的整体安全水平。
国内外的学者进行了大量关于ABS材料的实验研究。徐永田等[3]运用热重分析(thermogravimetric analysis, TGA)和Fourier变换红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy, FTIR)技术，研究了ABS在空气气氛中2 ℃/min升温速率下的热分解过程，将热分解过程分为初期、中期和后期3个阶段，发现430.0~600.0 ℃时，苯环和饱和烃基本完全分解。罗婧等[4]通过热重分析法探讨了ABS和聚乙烯(polyethylene, PE)混合物的热解及动力学特性，使用不同质量比例的ABS和PE混合物，在氮气环境下以不同的升温速率进行热解实验，观察和分析热解过程的热重分析和微分热分析(differential thermal analysis, DTA)曲线。研究发现：混合物的热解可以分为1步或2步分解，且随着升温速率的增加，热解过程向高温区域移动；当ABS与PE混合比为4∶3时，混合物的活化能最低、反应活性最高且易于发生热解。陈烈强等[5]主要分析了废旧家电ABS材料的热解动力学特性，通过实验红外联用热分析仪以不同升温速率研究了ABS的热分析曲线和热解过程。实验样品为从废旧计算机塑料外壳获取的商用级ABS预混料。通过对红外光谱图的分析，确认了样品的化学成分包括苯环、丙烯腈、丁二烯和腈基。任小男[6]采用热重分析和热分析动力学方法分别对ABS及其纳米复合材料的热解过程进行了研究。王东辉等[7]利用热重分析仪和锥形量热仪，对聚碳酸酯(polycarbonate, PC)的热稳定性和燃烧性能进行了研究。
综上所述，国内外学者对于添加阻燃剂的ABS研究较多，对于纯ABS材料在航空场景中的研究较少，且没有进行综合性的火灾危险性评价，因此本文将利用热重分析仪和锥形量热仪探究ABS在航空运行过程中的热解燃烧特性，并综合评价其火灾危险性。

1 实验

1.1 实验材料

ABS塑料板：工业级，生产厂家为深圳市欧帝富泉福金属有限公司。板材尺寸为100 mm×100 mm，密度约为1.04~1.06 g/cm3，厚度为(2±0.3)mm。

1.2 设备及仪器

锥形量热仪(conical calorimeter tester，CCT)：昆山莫帝斯科燃烧技术仪器有限公司产，如图 1所示。锥形量热仪由6个主要部分组成：称重系统、辐射系统、排气系统、烟气测量系统、气体分析系统以及其他相关辅助装置。其工作原理主要为基于耗氧原理表征材料的燃烧性能。
图 1 锥形量热仪装置
热重分析仪：瑞士Mettler TGA2产，如图 2所示。热重分析仪主要由称重系统、加热室、程序控温系统、气氛控制系统和记录系统组成。热重分析仪通过程序控制温度，利用天平来分析物质的质量与温度或时间之间的关系。其主要测量参数包括样品的实时质量变化、温度及对应的时间。
图 2 热重分析仪装置

1.3 测试条件与过程

进行燃烧实验时，为使实验数据具有科学性，每个工况进行3次重复实验。将样品包裹在铝箔中，放在试样盒上，通过电点火器对样品进行点燃。分别记录样品在点燃、燃烧、熄灭过程中各项数据的变化，并对相关燃烧特性参数进行危险性分析。
燃烧实验依据GB/T 27761—2011和ISO 5660- 1—2015标准的要求进行实验操作，采用锥形量热仪在5个不同热辐射强度下进行实验，分别是20、25、30、40和50 kW/m2(环境温度分别对应440、483、525、607、657 ℃)。通过模拟不同火灾情况下的热辐射条件，确定点燃材料的临界热辐射强度。根据标准规定和材料热传导特性选择初始热辐射强度，并通过增加热辐射强度来评估材料在不同火灾强度下的燃烧性能。
热解实验采用热重分析仪分析材料的热稳定性。选取若干材料切成大约10 mg的小块作为实验样品，在干燥空气气氛下(40 mL/min)进行测试，测试温度30~800 ℃，采用5、10、15、20 ℃/min 4种升温速率对ABS材料进行实验。通过研究材料在不同升温速率下的反应，测试材料在不同加热条件下的热稳定性和分解行为。例如，5 ℃/min的升温速率下，可观察到材料在较低温度下缓慢分解；而20 ℃/min的升温速率下，则可观察到材料在快速加热条件下的热响应。

2 结果与讨论

2.1 不同热辐射强度下燃烧概况

图 3展示的是在热辐射强度20、25、30、40、50 kW/m2下进行燃烧后的ABS材料。可以看出，随着热辐射强度的增加，ABS样品的残留量减少，燃烧得更加充分。在20 kW/m2下，材料大部分未被完全燃烧，随着热辐射强度的增加，未被燃烧部分减少，直到材料全部被充分燃烧。在40、50 kW/m2下，材料燃烧剧烈，形态发生变化，边缘被燃烧呈现不规则。因为随着热辐射强度的增加，材料吸收的热量增加，燃烧得越充分。由于实验材料较薄，炭层的阻碍较小，在低热辐射强度下炭层阻碍燃烧，而随着热辐射强度的增大，炭层对材料燃烧的阻碍作用变小。
图 3 不同热辐射强度下燃烧后的ABS实验样品

2.2 不同升温速率对热稳定性的影响

ABS材料的热解过程可分为4个阶段：开始挥发阶段、快速分解阶段、剩余燃烧阶段、热解结束阶段。这4个阶段的划分是根据材料质量随温度变化的特征来判断的，与ABS材料的热稳定性有关。在开始挥发性阶段，ABS在较低温度下挥发性物质就已开始挥发，可见ABS中的挥发性物质不稳定，在加热过程中会蒸发或分解；在快速分解阶段，当温度达到约310~343 ℃时，ABS的主要聚合物链发生裂解(丙烯腈、聚乙烯单体)等，导致聚合物分解，形成较小的分子及残碳物；在剩余燃烧阶段，前2个阶段产生的残碳物继续燃烧，释放出气体(如CO2)等并产生灰烬；在热解结束阶段，材料的分解速度逐渐减缓，材料质量逐渐减轻，直至接近0 g。
从表 1和图 4可知，当升温速率为5 ℃/min时，ABS材料的热解温度为310 ℃；随着升温速率的增加到10、15 ℃/min，热解温度逐步上升到327、336 ℃；当升温速率为20 ℃/min时，热解温度达到343 ℃。实验结果表明，升温速率越高，热解温度越高。这是因为更高的升温速率意味着材料受热更快，分子运动加剧，更容易达到热解所需的活化能，从而导致热解温度的提高。由图 4可知，随着升温速率的增加，ABS材料的DTG/TG曲线整体向高温区移动，表明热解反应的起始时间提前，材料达到最大热解速率的温度降低，从而加剧了热解反应。随着升温速率的增加，材料受热速度增快，导致热解反应的速率和程度增加，最大热分解速率也相应上升；热解反应的活化能降低，反应更容易进行，材料的最大质量损失速率随着升温速率的提高而逐渐下降。在快速分解阶段，ABS材料的大分子单体在高温下发生热解反应，分子链无规则断裂成丙烯腈、聚乙烯等较短的链，形成自由基，自由基通过分子内转移等方式发生降解，主链断裂同时释放出大量的热。ABS材料的分子结构中含有苯乙烯和丁二烯等成分，这些成分在受热时容易发生分解和交联反应，从而导致热解过程的发生。随着升温速率的升高，苯乙烯和丁二烯在高温下发生分解反应，生成小分子物质。
表 1 ABS在不同升温速率下的热解特性参数
升温速率/(℃·min-1) 起始温度/℃ 结束温度/℃ 第1阶段温度/℃ 第2阶段温度/℃ 第3阶段温度/℃ 第4阶段温度/℃
5 30.00 799.917 0~310 310~424 424~682 682~799
10 30.00 799.833 0~327 327~447 447~710 710~799
15 30.00 799.750 0~336 336~465 465~726 726~799
20 30.00 799.667 0~343 343~478 478~734 734~799
图 4 ABS在不同升温速率下的TG/DTG曲线

2.3 不同热辐射强度对燃烧特性的影响

2.3.1 热释放速率分析

样品的热释放速率(heat release rate, HRR)代表样品燃烧在单位时间内所释放的热量，反映材料燃烧的剧烈程度。HRR数值越大，释放的热量就越多，所引起的火势就越大，因此热释放速率是衡量火灾危险性的重要参数之一。热释放速率越大，火灾危险性越高[8]。通过分析ABS在燃烧过程中的热释放速率，可以预测火势的蔓延情况和燃烧程度。
从图 5和表 2可以看出，随着热辐射强度从20 kW/m2增加到50 kW/m2时，样品的热释放速率增大，燃烧到达峰值的时间(tHRRpk)缩短，最大热释放速率(HRRpk)增大，点燃时间缩短，持续燃烧时间也缩短。点燃时间从108 s逐步减少到24 s，减少了78%；燃烧时间从520 s减少到356 s；减少了32%；最大热释放速率增大明显，从481 kW/m2增加到734 kW/m2，增加了53%。这是由于热辐射强度的增加导致ABS材料分子的热运动加剧，使得材料的热释放速率增大；同时，由于分子间作用力的减弱，材料的燃烧过程会快速和剧烈，进而提升了材料的热释放速率峰值。
$\mathrm{HRR}=\frac{Q}{t} .$
图 5 ABS不同热辐射强度下的热释放速率和总放热量曲线
表 2 ABS在不同热辐射强度下的燃烧特性
热辐射强度/(kW·m-2) 点燃时间/s 熄灭时间/s 燃烧时间/s HRRpk/(kW·m-2) tHRRpk/s
20 108 380 520 481 180
25 81 360 460 525 147
30 58 330 435 581 118
40 37 320 413 652 102
50 24 308 356 734 91
其中：Q是燃烧吸收的热量，t是时间。
随着热辐射强度的增加，材料温度上升，热传导与热对流现象加剧，导致热释放速率增大。在低热辐射强度下，ABS无法快速吸取能量以达到燃烧条件，但随着热辐射强度的增大，ABS短时间内能够接收足够的能量达到快速分解，因此燃烧时间缩短。
从图 5的总放热量曲线可知：随着热辐射强度升高，材料开始释放热量的时间提前，热释放速率增大，总放热量整体上呈增加趋势，但总放热量的变化不明显，当热辐射强度从20 kW/m2增加到50 kW/m2时，总放热量仅增加了7.9%。这是因为热辐射加剧了分子的运动，导致ABS材料的温度升高，促进了热释放，进而提升了总放热量；但由于本实验中ABS材料的厚度较小，释放的总热量有限，因此总放热量增加的幅度并不大。
综上所述，随着热辐射强度的逐渐增加，ABS材料的热释放速率也增大，增加了火灾的危险性。

2.3.2 烟气变化分析

在火灾环境中，烟气对人员的危害巨大，可能导致呼吸困难、中毒、窒息等严重后果。对烟气成分、体积分数、生成速率等进行分析，能够确定火灾的起因、火势的蔓延情况，从而为火灾调查提供依据。因此, 本实验采用锥形量热仪对ABS燃烧过程中产生的烟气进行分析。
由图 6可知，随着热辐射强度逐渐增强，CO的体积分数逐步上升，生成时间提前，且生成速率加快。当热辐射强度从20 kW/m2增加至50 kW/m2时，CO的最大体积分数增加了74%。由图 7可知，CO2的变化趋势与CO相似，体积分数随热辐射强度的增加而上升，生成时间提前，生成速率加快；此外，CO2的最大体积分数随热辐射强度的提升而增加了49%。图 8的结果显示，随着热辐射强度的增加，耗氧量增大，耗氧速率加快，耗氧时间也提前。图 9进一步表明，ABS烟气的生成速率随着热辐射强度的升高而增加，烟气生成时间提前。根据Arrhenius方程可知，
$k=A \exp \left(-\frac{E_{\mathrm{a}}}{R T}\right) .$
图 6 ABS不同热辐射强度CO体积分数和生成速率变化
图 7 ABS不同热辐射强度CO2体积分数和生成速率变化
图 8 ABS不同热辐射强度下的O2体积分数变化
图 9 ABS不同热辐射强度下的烟气生成速率变化
其中：k是热解反应速率常数，A是前因子，Ea是活化能，R是气体常数，T是温度。
由于随着热辐射强度增加，ABS吸收了更多的能量，温度升高导致反应速率常数k增加，从而加快化学反应速率，导致烟气生成时间提前。

2.3.3 质量损失

质量损失指的是在燃烧过程中，物质由于燃烧反应而减少的质量。这通常是由于燃料与氧气发生化学反应生成了气体产物(如水蒸气和二氧化碳等)。质量损失速率则是描述质量损失速度的物理量，用来衡量材料在热解过程中的稳定性和可靠性，以及反映材料的火灾危险性。
由图 10可知：随着热辐射强度的增加，材料发生热分解的时间提前，发生质量损失的时间提前，剩余的样品质量减少，质量损失速率增大，达到最大质量损失速率的时间提前。热辐射强度从20 kW/m2增加到50 kW/m2，质量损失速率增加了53.8%。
图 10 ABS不同热辐射强度下的质量和质量损失率变化
在热解过程中，可以通过Arrhenius方程来描述样品质量与质量损失速率(mass loss rate, MLR)之间的关系，
$\mathrm{MLR}=\frac{\mathrm{d} m}{\mathrm{~d} t}=k \cdot m$
其中：$\frac{\mathrm{d} m}{\mathrm{~d} t}$是质量损失速率，m是材料的质量，t是时间，k是热解反应速率常数。
由于增加的热辐射强度提高了材料的温度，导致反应速率常数k增加，高强度的热辐射会加剧材料的热分解和氧化反应，导致材料分子结构的破坏和挥发加剧，热解速率增大，因此质量损失速率随之增大。热解燃烧过程中质量损失速率增加表明ABS的稳定性和可靠性差，火灾危险性大。

2.4 点燃时间预测

ABS是一种热塑性材料，它的热穿透深度可借用固体的热穿透深度表达式来计算，
$\delta_{\mathrm{T}}=C \sqrt{\frac{\sigma}{\rho c_p} t_{\mathrm{ig}}} .$
其中：σ、ρ、cp、tig分别代表材料的热导率、密度、比热容和点燃时间。C为经验常数，取值范围在1~4之间，通常取为2.7。
根据式(4)计算出ABS的热穿透深度为7 mm，而本实验材料厚度为2 mm，因此可当成热薄型材料。热薄型材料点燃时间公式为[9-11]
$ \frac{1}{t_{\mathrm{ig}}}=\frac{1}{\rho c_p d\left(T_{\mathrm{ig}}-T_0\right)} \cdot q_{\mathrm{e}} . $
其中：d是材料的厚度, T0是实验的环境温度, Tig是材料的点燃温度, qe是外加热辐射强度。
用热薄型材料的点燃时间公式(5)对实验结果进行拟合，如图 11所示。
图 11 热薄型材料公式拟合结果
从图 11拟合结果可以看出，拟合优度R2= 0.996，拟合效果良好，因此本研究实验数据可以验证ABS材料为热薄型材料。
临界热辐射强度关系着材料是否能被点燃，若外界热辐射强度无法达到材料临界热辐射强度的要求，材料就无法被成功点燃。通过图 11拟合曲线，可计算得出本研究的ABS材料的临界热辐射强度。
2 mm厚度的ABS材料的临界热辐射强度计算公式为
$\frac{1}{t_{\mathrm{ig}}}=0.001\;49 q_{\mathrm{e}}-0.024\;22 .$
通过计算得出2 mm厚度的ABS材料的临界热辐射强度为16.255 kW/m2，即高于此热辐射强度则材料可被点燃。

2.5 火灾危险性评价

一般采用热释放速率和热释放峰值来评估材料的火灾危险性[12]，但这2个指标有较大的局限性。为了更好地评估ABS材料的火灾危险性，引入4个指标：火灾性能指数(fire performance index, FPI)[13]、火灾增长指数(fire growth index, FGI)[14]、放热指数(total heat release index, THRI)[15]和发烟指数(total smoke production index, TSPI)[16]。通过综合考虑火势大小、放热量和生烟量进行火灾危险性评价。
FPI代表火灾性能指数。FPI值越小，表明样品点燃时间越短，热释放速率峰值越高，火灾危险性就越高。FPI计算公式为
$ \mathrm{FPI}=\frac{T_{\mathrm{ig}}}{\mathrm{HRR}_{\mathrm{pk}}} $
FGI代表火灾增长指数。FGI值越大，材料的火灾危险性就越大。FGI计算公式为
$\mathrm{FGI}=\frac{\mathrm{HRR}_{\mathrm{pk}}}{T_{\mathrm{pk}}}$
其中Tpk为到达峰值的时间。
THRI定义为材料在燃烧的前几分钟内释放的总热量的对数值。THRI值越大，表明材料在规定时间内释放的热量越多，燃烧时的温度也就越高，造成的损害越大。THRI计算公式为
$\mathrm{THRI}_{6 \min }=\lg (\mathrm{HRR} \times 0.36) .$
由于ABS材料从燃烧到熄灭的最短时间为360 s，因此选取前6 min作为实验的测试时间。
TSPI定义为材料在燃烧的前几分钟内释放的总烟量的对数值。TSPI值越大，表明材料在规定时间内释放的烟量越大，更容易导致人员中毒。TSPI计算公式为
$ \mathrm{TSPI}_{6 \min }=\lg (\mathrm{MLR} \times \mathrm{SEA} \times 36) . $
其中：MLR为质量损失速率；SEA为材料的有效燃烧热。
本实验的FPI、FGI、THRI、TSPI计算结果如表 3所示。
表 3 不同热辐射强度下ABS的火灾危险性指数
热辐射强度 FGI FPI TSPI6min THRI6min
kW·m-2
20 0.22 2.67 2.79 1.87
25 0.15 3.57 2.93 1.92
30 0.10 4.92 3.02 1.97
40 0.06 6.39 3.23 2.05
50 0.03 8.07 3.41 2.13
表 3结果显示：当热辐射强度增加时，FGI减小，FPI增大，表明火灾的发展和增长更加迅速, 燃烧传播速度更快；THRI增大，表明燃烧过程中释放热量的速率增加，导致火势发展更快；TSPI增加，表明释放的烟量增大，烟气危害性增强。这是由于ABS材料的热导率相对较低，当热辐射强度增加时，ABS材料积聚更多的热量，表面温度迅速上升，更容易着火，火灾危险性增大。因此，综合火灾增长指数、火灾性能指数、放热指数、发烟指数评价ABS的火灾危险性可以发现，随着热辐射强度的增加，ABS材料燃烧速率增加，释放出更高的热量和产生更多的烟气，火灾增长和发展更加迅速，火灾危险性增大。火灾危险性与热辐射强度正相关。

3 结论

本文研究了2 mm厚度的ABS板材在不同升温速率和热辐射强度下的热解燃烧特性并对其进行综合的火灾危险性评价，得出如下结论：
1) 热解可以分为4个阶段，包括开始挥发阶段、快速分解阶段、剩余燃烧阶段、热解结束阶段。随着升温速率的增加，热解过程时间缩短，ABS的TG、DTG整体曲线向高温区移动，材料的最大热分解速率随着升温速率的增加变大。
2) 随着热辐射强度的增加，ABS吸收的热量增大，化学反应速率加快，烟气生成速率加快，生成时间提前；由于分子间作用力的减弱，材料的燃烧过程更加剧烈，热释放速率加快；材料的热分解和氧化反应加剧，导致质量损失速率加快。
3) 通过热穿透公式得出2 mm厚度的ABS材料为热薄型材料，并用实验数据进行验证。推导出2 mm厚ABS材料的临界热辐射强度公式，计算出临界热辐射强度。
4) 通过引入FPI、FGI、TSPI、THRI综合评估了ABS的火灾危险性，发现ABS材料具有较高的可燃性和危险性。随热辐射强度的增加，火灾发展和增长迅速，更容易吸收热量，烟气的危害性更强，因此火灾危险性更大，且与热辐射强度正相关。

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