《燃燒性能測試》課件-第二節(jié) 氧指數(shù)測試

塑料氧指數(shù)測試2018/11/71目錄頁概念與原理測試概述影響因素2018/11/722018/11/73氧指數(shù)測定方法是1966年美國通用電氣公司提出的，1970年ASTM制定了標(biāo)準(zhǔn)，由于該方法判斷空氣中與火焰接觸時(shí)燃燒的難易程度非常有效，并且有很好的重現(xiàn)性，還可以用來給材料的燃燒性進(jìn)行分級，因此得到世界各國的注意，我國于1993年制訂了氧指數(shù)的測定標(biāo)準(zhǔn)GB/T2409-93。01概念與原理2018/11/742018/11/75氧指數(shù)在規(guī)定的試驗(yàn)條件下，剛好能維持材料燃燒的通入的23±2℃氧氮混合氣以體積百分?jǐn)?shù)表示的最低氧濃度。011.1定義2018/11/76將試樣豎直地固定在透明的燃燒筒中，使氧氮混合氣體由下向上流過點(diǎn)燃試樣頂端。觀察試樣隨后點(diǎn)燃的情況，把試樣連續(xù)燃燒的時(shí)間或試樣燃燒的長度與規(guī)定的判據(jù)進(jìn)行比較。1.2實(shí)驗(yàn)原理在不同的氧濃度中試驗(yàn)一組試樣、測定塑料剛好維持平穩(wěn)燃燒時(shí)最低氧濃度，用混合氣中氧含量的體積百分?jǐn)?shù)表示。02測試方法2018/11/772018/11/782.1測試儀器氧指數(shù)測試儀2018/11/792.1測試儀器1、燃燒筒：內(nèi)徑75mm，高450mm，頂部出口內(nèi)徑為40mm，耐熱玻璃垂直固定在可通入氧氮混合氣體的基座上，底部用玻璃珠充填80～100mm，上方有金屬網(wǎng)，以防下落的燃燒物阻塞氣體入口。2、試樣架（夾）：3、流量測量和控制系統(tǒng)；定期校準(zhǔn)4、氣源：試驗(yàn)所用的氧氣、氮?dú)饧八璧匿撈亢驼{(diào)節(jié)裝置應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，調(diào)節(jié)氣體的壓力不應(yīng)低于1MPa2018/11/7102.2試樣類型

型式長寬厚用途自撐材料

Ⅰ80～150104用于模塑材料Ⅱ10用于泡沫材料Ⅲ<10.5用于原厚的片材Ⅳ70～1503用于電器塑料或片材非自撐材料

Ⅴ

140<10.5用于軟片或薄膜片每組15條（最少）。試樣的標(biāo)線對于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ型試樣，若用A型點(diǎn)燃，標(biāo)線劃在距點(diǎn)燃端50mm處，若用B型點(diǎn)燃劃在10、60mm處。對于Ⅴ型試樣標(biāo)線劃在框架上或距點(diǎn)燃端20、100mm處。2018/11/711確定氧濃度

先在空氣中燃燒，若迅速燃燒，則氧濃度約為18%，若緩慢燃燒，則氧濃度約為21%，若離開點(diǎn)火源即滅，則氧濃度至少為25%。32142.3操作步驟安裝試樣和調(diào)節(jié)垂直地夾，保證試樣頂端低于燃燒筒頂端至少100mm，最低處應(yīng)高于燃燒筒底部配氣裝置頂端至少100mm。調(diào)節(jié)氣體流量以40±10mm/s洗滌燃燒筒，至少30秒。點(diǎn)燃試樣火焰時(shí)間為30秒，A法：頂端點(diǎn)燃法B法：擴(kuò)散點(diǎn)燃法2018/11/712A法——使火焰的最低可見部分接觸試樣頂端并覆蓋整個(gè)表面，不能讓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開點(diǎn)火器，開始計(jì)時(shí)，并觀察試樣燃燒的長度。B法：充分降低移動(dòng)點(diǎn)火器，使火焰可見部分施加于試樣頂表面，同時(shí)施加直側(cè)表面6mm長，施焰最長30秒，每隔5秒左右移開點(diǎn)火源，觀察試樣，直到直側(cè)表面穩(wěn)定燃燒或可見燃燒部分的前鋒達(dá)到上標(biāo)線處，立即移開點(diǎn)火器，開始計(jì)時(shí)并觀察燃燒長度。若30秒不能點(diǎn)燃試樣，增加氧濃度，再次實(shí)驗(yàn)。2.3操作步驟2018/11/7132.4、燃燒行為的評價(jià)試樣型式點(diǎn)燃方式燃燒時(shí)間燃燒長度mmⅠ、Ⅱ、Ⅲ、ⅣA180s燃燒前鋒超過上標(biāo)線B燃燒前鋒超過下標(biāo)線ⅤB燃燒前鋒超過下標(biāo)線1、評價(jià)指標(biāo)2018/11/7142、標(biāo)記點(diǎn)燃后開始計(jì)時(shí)，觀察長度及燃燒行為，若燃燒中止，但在1秒內(nèi)又自燃，則應(yīng)繼續(xù)觀察和計(jì)時(shí)，Ο：如果燃燒時(shí)間和長度均不超過上表的規(guī)定，記“Ο”×：評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中一個(gè)超過規(guī)定，記“×”，還記下材料燃燒特征，如熔滴、煙灰、漂游性燃燒、灼燒余輝或其他的特征。3、下次實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備取出試樣，擦凈燃燒筒和點(diǎn)火器表面的污物，使燃燒筒的溫度回復(fù)到常溫或換另一個(gè)常溫的燃燒筒進(jìn)行下一次試驗(yàn)。2018/11/7154、逐次選擇氧濃度做實(shí)驗(yàn)，初始氧濃度的確定，采用少量樣品升降法，這一特定的條件，以任意步長做為改變量，進(jìn)行重復(fù)實(shí)驗(yàn)。如果前一組的燃燒行為是“Ο”反應(yīng)，降低氧濃度，如果前一組的燃燒行為是“×”反應(yīng)，增加氧濃度，采用任一合適的步長進(jìn)行測試，直至體積百分?jǐn)?shù)表示的一次氧濃度之差小于1%，并且一次是“Ο”反應(yīng)，一次是“×”反應(yīng)，將這組氧濃度中得“Ο”反應(yīng)的記為初始氧濃度。不能燃燒的最大濃度:初始氧濃度.2018/11/716例氧濃度,%25.035.030.032.031.0燃燒時(shí)間,s10>180140>180>180燃燒長度mm-----反應(yīng)(×或Ο)Ο×Ο××2018/11/717

NL系列的測量氧濃度,%30.029.829.629.4燃燒時(shí)間,s>180>180>180150反應(yīng)×××Ο2018/11/718的測定氧濃度,%29.429.629.429.629.8燃燒時(shí)間,s150>180110165>180反應(yīng)Ο×ΟΟ×

2018/11/719

2018/11/720查表得：（3）d值的校驗(yàn)——NT系列中最后六個(gè)試樣所對應(yīng)的氧濃度，%n=6國標(biāo)規(guī)定五舍六入2018/11/721最后六個(gè)試驗(yàn)結(jié)果氧濃度OI-OI（-OI）129.629.550.050.0025229.429.55-0.150.0225329.629.550.050.0025429.429.55-0.150.0225529.629.550.050.0025629.829.550.250.06252018/11/722所以d有效，OI有效03影響因素2018/11/7231、混合氣流流速氣流在一定范圍內(nèi)改變對試驗(yàn)結(jié)果沒有明顯影響，但當(dāng)混合氣體中氧濃度低于空氣中的氧濃度時(shí)，會(huì)有影響。國標(biāo)規(guī)定氣流40±10mm/s2、氧氣、氮?dú)獾募兌仍跍y試中氧氣和氮?dú)獾募兌茸鰹?00%，而實(shí)際上大部分所用氣體為工業(yè)氣體，純度越低，誤差越大。鋼瓶內(nèi)壓力下降也對氧濃度有影響3、點(diǎn)火氣體種類不同點(diǎn)燃?xì)怏w測得的氧指數(shù)基本相同，因此除了可用丙烷外，還可用液化氣、天燃?xì)?、煤氣等。仲裁?shí)驗(yàn)時(shí)必須用末混有空氣的丙烷作為點(diǎn)火氣體。2018/11/7243.主要影響因素2018/11/7256、無焰燃燒火焰方向的影響不同方向時(shí)火焰的高度是不同的，特別是丁烷打火機(jī)氣罐，差別極大。火焰高度的影響火焰高度在一定范圍內(nèi)是沒有，但火焰高度太低時(shí)不易點(diǎn)燃試樣，太高時(shí)對于薄材料的點(diǎn)燃不易控制。5、點(diǎn)燃方式頂端法適用于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ型試樣，擴(kuò)散法適用于所有試樣。不同的點(diǎn)火方式數(shù)據(jù)不能對比。4、點(diǎn)火器的方向與高度填充材料、層壓材料有相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)維持無焰燃燒，在判斷試樣燃燒長度和燃燒時(shí)間時(shí)，包括不包括無焰燃燒差別很大，而在國標(biāo)中是燃燒是不包括無焰燃燒的，但在火災(zāi)中無焰燃燒有很重要的影響。在報(bào)告中應(yīng)報(bào)告無焰燃燒的情況。3.主要影響因素2018/11/7269、試樣的尺寸測試溫度對結(jié)果的影響很大，隨著環(huán)境溫度的升高，氧指數(shù)下降。國標(biāo)規(guī)定要在室溫下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)