热塑性材料具有重量轻、导热系数低、易加工、价格低廉等优点,广泛应用于建筑外墙保温系统、管道、家具、玩具、包装、医疗健康及高科技等领域中。但易燃、热值高、受热熔融软化的特点使其具有较大的火灾危险性,近年来与之相关的火灾事故屡见报道,造成了重大的人员伤亡和财产损失。本论文以PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯,Poly（methyl methacrylate））材料为主要研究对象,应用小尺寸实验与理论分析相结合的研究方法,开展了热解动力学和顺流火蔓延行为规律研究,为热塑性材料的动力学机理研究、火灾危险性评估、热解回收、燃烧、倾斜和非连续火蔓延模型的建立以及真实火灾发展预测与阻隔防治提供有效的科学依据和技术支撑。热解是固体可燃物材料燃烧的先决条件,同时固体燃料的热解动力学也是火蔓延研究的基础,极大地影响着材料的燃烧特性。对PMMA样品在空气和氮气氛围中分别开展了多重升温速率下的热重实验。基于Model-free和Model-fitting中多种传统热分析方法,获取了热氧化反应的活化能和动力学补偿效应系数。根据动力学基本方程,求解了基于实验值的反应机理函数,验证了 Model-fitting法的不适用性。通过引入调节因子αm建立了重塑机理函数模型,对39种机理函数理论模型进行筛选后,利用开发的软件获取了最优重塑机理函数模型,取得了较好的预测效果。发展了不同分布模式和反应级数下DAEM（Distributed Activation Energy Model）,首次应用到聚合物中,对PMMA热解总包反应进行了解耦计算。求解了不同分布模式和反应级数下DAEM最优参数,通过对8个模型预测能力的评估确定了 1阶韦伯分布DAEM为最优模型。随后对最优模型进行了二次验证,并对DAEM参数开展了敏感性分析。最后,对重塑机理函数模型和DAEM在其他聚合物分解反应中的应用进行了研究,相关结论和模型的普适性得到了验证。选取6种宽度（2～7 cm）和5种角度（30～90°）开展了 PMMA板顺流连续火蔓延实验,对倾斜火蔓延过程中包括火焰长度、热解长度、火蔓延速率和质量损失速率在内的实验参数进行了计算和分析。通过对倾斜火蔓延燃烧模型引入合理近似和基本假设,基于基本守恒方程组和边界层理论,建立了基于B数理论的全局质量损失速率及扩散损失速率模型。开发了一套通过处理火焰图像序列获取实验B数的程序,根据计算得到的B数,求解了全局质量损失速率的理论数据并得到了实验验证;最后,计算了包括侧向扩散质量损失速率、全局有效质量损失速率、热释放速率和表面热损失在内的预测数据。开展了不同尺寸的垂直间距和水平凸起分隔下离散燃料阵列的向上垂直火蔓延实验,探索和比较了非连续火蔓延的临界尺寸和火焰形态,分析了非连续火蔓延过程中的火焰高度、火蔓延速率和质量损失速率。通过提取燃料单元（单块PMMA燃料与垂直间距或水平凸起构成的障碍物）研究了临界垂直间距及水平凸起下的热流密度。基于PMMA在锥形量热仪先导点火模式下的点燃时间数据,建立了点燃时间与辐射功率之间的数值关系,并对非连续火蔓延中障碍物的临界尺寸进行了验证。