材料氧指數(shù)測定實驗

材料氧指數(shù)測定實驗PAGEPAGE6吉林化工學(xué)院綜合設(shè)計性實驗（設(shè)計書）實驗名稱材料氧指數(shù)測定實驗實驗班級安全工程1001實驗人員李東升電期2013年5月19日一、簡表實驗名稱材料氧指數(shù)測定實驗實驗組成員序號姓名聯(lián)系電話實驗中的分工簽名1李子良159043261322李東升159486045893李江濤150442138794李國源626182實驗摘要本次試驗是測定塑料制品的氧指數(shù)，試驗要求使用M606B型氧指數(shù)測定儀器，在氧氮.混合氣流中測定樣品穩(wěn)定燃燒時的所需要的最低氧濃度，并利用此數(shù)據(jù)判定材料燃燒的難易程度。最終用于了解該物質(zhì)的燃燒性能的一項試驗。氧指數(shù)高表示材料不易燃燒，氧指數(shù)低表示材料容易燃燒，一般認(rèn)為氧指數(shù)＜22屬

于易燃材料，氧指數(shù)在2227之間屬可燃材料，氧指數(shù)＞27屬難燃材料。二、實驗設(shè)計依據(jù)1、本實驗的具體內(nèi)容（包括實驗難點、擬解決的關(guān)鍵問題、預(yù)期目標(biāo)及主要技術(shù)指標(biāo)）（1）本次測定實驗的難點在于：1、始時的氧濃度，應(yīng)該查閱相關(guān)資料，盡量準(zhǔn)確的確定初始時氧濃度，以便確定氧氣、氮氣流量。2、并調(diào)節(jié)流量。要注意檢查壓力儀表指針是否在規(guī)定壓力值上，氧氣、氮氣壓力不應(yīng)大于0.03Mpa。同時要注意控制氧氣、氮氣氣流的穩(wěn)定。3、燃試樣的時候，應(yīng)密切注意燒掉的長度或燃燒的時間，避免出現(xiàn)因注意力不集中而導(dǎo)致的實驗誤差。4、氧濃度的范圍盡量判定準(zhǔn)確。（2）預(yù)期目標(biāo)1、氧指數(shù)測定的基本方法和目的。2、M606B氧指數(shù)測定儀器的測定原理與基本構(gòu)造。3、塑料（按實驗室給定材料）的氧指數(shù)。4、給定材料的燃燒性能。（3）主要技術(shù)指標(biāo)氧指數(shù)儀，燃燒筒為一耐熱玻璃管，高450mm，內(nèi)徑75～80mm，筒的下端插在基座上，基座內(nèi)填充直徑為3～5mm的玻璃珠，填充高度100mm，玻璃珠上放置一金屬網(wǎng)，用于遮擋燃燒滴落物。試樣夾為金屬樣夾，對于薄膜、紡織材料，應(yīng)使用140mm×38mm的U型試樣夾。流量控制系統(tǒng)由壓力表、穩(wěn)壓閥、調(diào)節(jié)閥、轉(zhuǎn)子流量計及管路組成。流量計最小刻度為0.1l/min。點火器是一內(nèi)徑為1～3mm的噴嘴，火焰長度可調(diào)，試驗時火焰長度為10mm。2、實驗方法與路線（采取的方法、步驟、技術(shù)路線）（1）方法把一定尺寸的試樣用試樣夾垂直夾持于透明燃燒筒內(nèi)，其中有按一定比例混合的向上流動的氧氮氣流。點著試樣的上端，觀察隨后的燃燒現(xiàn)象，記錄持續(xù)燃燒時間或燃燒過的距離，試樣的燃燒時間超過3min或火焰前沿超過50mm標(biāo)線時，就降低氧濃度，試樣的燃燒時間不足3min或火焰前沿不到標(biāo)線時，就增加氧濃度，如此反復(fù)操作，從上下兩側(cè)逐漸接近規(guī)定值，至兩者的濃度差小于0.5％。（2）實驗步驟1、氣路，確定各部分連接無誤，無漏氣現(xiàn)象。2、定實驗開始時的氧濃度：根據(jù)經(jīng)驗或試樣在空氣中點燃的情況，估計開始實驗時的氧濃度。如試樣在空氣中迅速燃燒，則開始實驗時的氧濃度為18%左右；如在空氣中緩慢燃燒或時斷時續(xù)，則為21%左右；在空氣中離開點火源即馬上熄滅，則至少為25%。根據(jù)經(jīng)驗，確定該地板革氧指數(shù)測定實驗初始氧濃度為26%。氧濃度確定后，在混合氣體的總流量為10l/min的條件下，便可確定氧氣、氮氣的流量。例如，若氧濃度為26%，則氧氣、氮氣的流量分別為2.5l/min和7.5l/min。3、試樣：將試樣夾在夾具上，垂直地安裝在燃燒筒的中心位置上（注意要劃50mm標(biāo)線），保證試樣頂端低于燃燒筒頂端至少100mm，罩上燃燒筒（注意燃燒筒要輕拿輕放）。4、并調(diào)節(jié)流量：開啟氧、氮氣鋼瓶閥門，調(diào)節(jié)減壓閥壓力為0.2～0.3MPa（由教員完成），然后開啟氮氣和氧氣管道閥門(在儀器后面標(biāo)注有紅線的管路為氧氣，另一路則為氮氣,應(yīng)注意：先開氮氣，后開氧氣，且閥門不宜開得過大),然后調(diào)節(jié)穩(wěn)壓閥，儀器壓力表指示壓力為0.1±0.01MPa，并保持該壓力（禁止使用過高氣壓）。調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)閥，通過轉(zhuǎn)子流量計讀取數(shù)據(jù)（應(yīng)讀取浮子上沿所對應(yīng)的刻度），得到穩(wěn)定流速的氧、氮氣流。檢查儀器壓力表指針是否在0.1Mpa，否則應(yīng)調(diào)節(jié)到規(guī)定壓力，O2+N2壓力表不大于0.03Mpa或不顯示壓力為正常，若不正常，應(yīng)檢查燃燒柱內(nèi)是否有結(jié)炭、氣路堵塞現(xiàn)象；若有此現(xiàn)象應(yīng)及時排除使其恢復(fù)到符合要求為止。應(yīng)注意：在調(diào)節(jié)氧氣、氮氣濃度后，必須用調(diào)節(jié)好流量的氧氮混合氣流沖洗燃燒筒至少30s（排出燃燒筒內(nèi)的空氣）。eq\o\ac(○,5)點燃試樣：用點火器從試樣的頂部中間點燃（點火器火焰長度為1-2cm），勿使火焰碰到試樣的棱邊和側(cè)表面。在確認(rèn)試樣頂端全部著火后，立即移去點火器，開始計時或觀察試樣燒掉的長度。點燃試樣時，火焰作用的時間最長為30s，若在30s內(nèi)不能點燃，則應(yīng)增大氧濃度，繼續(xù)點燃，直至30s內(nèi)點燃為止。eq\o\ac(○,6)確定臨界氧濃度的大致范圍：點燃試樣后，立即開始記時，觀察試樣的燃燒長度及燃燒行為。若燃燒終止，但在1s內(nèi)又自發(fā)再燃，則繼續(xù)觀察和記時。如果試樣的燃燒時間超過3min，或燃燒長度超過50mm（滿足其中之一），說明氧的濃度太高，必須降低，此時記錄實驗現(xiàn)象記“×”，如試樣燃燒在3min和50mm之前熄滅，說明氧的濃度太低，需提高氧濃度，此時記錄實驗現(xiàn)象記“Ο”。如此在氧的體積百分濃度的整數(shù)位上尋找這樣相鄰的四個點，要求這四個點處的燃燒現(xiàn)象為“ΟΟ××”。例如若氧濃度為26%時，燒過50mm的刻度線，則氧過量，記為“×”，下一步調(diào)低氧濃度，在25%做第二次，判斷是否為氧過量，直到找到相鄰的四個點為氧不足、氧不足、氧過量、氧過量，此范圍即為所確定的臨界氧濃度的大致范圍。eq\o\ac(○,7)在上述測試范圍內(nèi)，縮小步長，從低到高，氧濃度每升高0.4%重復(fù)一次以上測試，觀察現(xiàn)象，并記錄。eq\o\ac(○,8)根據(jù)上述測試結(jié)果確定氧指數(shù)OI。四、可行性論證本次試驗是測定塑料制品的氧指數(shù)，試驗要求使用M606B型氧指數(shù)測定儀器，在氧氮.混合氣流中測定樣品穩(wěn)定燃燒時的所需要的最低氧濃度，并利用此數(shù)據(jù)判定材料燃燒的難易程度。最終用于了解該物質(zhì)的燃燒性能的一項試驗。實驗做成熟可靠，同時儀器也在不斷的改進(jìn)，方案可行。五、預(yù)期結(jié)果及分析1.實驗數(shù)據(jù)記錄實驗次數(shù)12345678910氧濃度，%

氮濃度，%

燃燒時間（s）

燃燒長度（mm）

燃燒結(jié)果

說明：第二、三行記錄的分別是氧氣和氮氣的體積百分比濃度（需將流量計讀出的流量計算為體積百分比濃度后再填入）。第四、五行記錄的燃燒長度和