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塑料燃燒測試實驗方法——氧指數(shù)法解析

2017-07-14      點擊:1845

塑料燃燒測試實驗方法——氧指數(shù)法解析
氧指數(shù)是指在規(guī)定的條件下試樣在氧,氮混合氣流中,維持平穩(wěn)燃燒所需的低氧濃度,以氧所占的體積百分數(shù)來表示。是指在規(guī)定的試驗條件下,試樣在氧氮混合氣流中,維持平穩(wěn)燃燒(即進行有焰燃燒)所需的低氧氣濃度,以氧所占的體積百分數(shù)的數(shù)值表示(即在該物質(zhì)引燃后,能保持燃燒50mm長或燃燒時間3min時所需要的氧、氮混合氣體中低氧的體積百分比濃度)。
   作為判斷材料在空氣中與火焰接觸時燃燒的難易程度非常有效。北京鑫生卓銳科技有限公司技術(shù)部劉工指出,氧指數(shù)的測試方法,就是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或火焰前沿不到標線時,就增加氧濃度,如此反復操作,從上下兩側(cè)逐漸接近規(guī)定值,至兩者的濃度差小于該方法比較簡單,數(shù)字重現(xiàn)性較好,具有以數(shù)字表現(xiàn)材料燃燒性能的特點,所以國外普遍采用,(例如的氧指數(shù)試驗標準為ANST/ASTM D2863-1977)。該方法不但適用于具有自支撐型材料,而且對薄膜,泡沫塑料等也適用。
一、試驗裝置
氧指數(shù)儀包括燃燒筒,試樣夾,流量控制系統(tǒng)及點火器。
燃燒筒為一套插在底座上,內(nèi)徑75-80mm,高300-450mm的耐熱玻璃管,基座內(nèi)填有直徑3-5mm的玻璃珠,填充100mm,上放一金屬網(wǎng),用于遮擋燃燒滴落物。試樣夾為金屬彈簧片,用于夾住自撐型試件。對于薄膜材料,應配以140mm×38mm的U型試驗夾。
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。流量計小刻度為0.1L/min,用于計量氧和氮的量,經(jīng)計量后的混合氣由管道輸入燃燒筒。
點火器為一內(nèi)徑1-3mm的噴嘴,并且有調(diào)節(jié)火焰之功能,試驗火焰長度為3-25mm. 其它還有秒表和游標卡尺。
二、試驗方法
1、試件制備
每組樣品應5-10個試件,每個試件長70-150mm,寬6.5±0.5mm,厚,3.0±0.5mm,并要求試件表面平整光滑,無氣泡
2、試驗步驟
   北京鑫生卓銳科技有限公司技術(shù)部劉工指出,試驗進行前應將試件在距點火源50mm處劃一條刻度線,再垂直裝在試件夾上,其上端到燃燒筒的距離大于10mm,估計初始氧濃度并進行調(diào)節(jié),應保持任何時候燃燒桶內(nèi)的氣流流速為40±10mm/s。讓調(diào)節(jié)好的氣流流動30s,以便清洗燃燒筒。然后用點火器點燃試件頂部,確認試件頂部全部點燃時,移去點火器并開始計時。此時不得任意改變流量和氧濃度。
試驗過程中,若試樣燃燒時間超過3min,或火焰前沿超過標線,應降低氧濃度再進行試驗。,反之則應增加氧濃度。當調(diào)節(jié)到氧濃度值的增加或減少之差小于0.5%時,應以降低的氧濃度值計算材料的氧指數(shù)。在該范圍內(nèi)進行三次試驗。
3、結(jié)果計算
氧指數(shù)(OI)的計算公式:
OI=[O2] / [O2]+[N2]×100%
式中 [O2]——氧氣流量 L/min:
試驗方法試樣尺寸:(70~150)mm×(6.5~52)mm,厚度:自撐材料(3~10.5)mm, 非
自撐材料≤10.5mm,數(shù)量15件
試驗裝置:同ISO4589
試驗方法:用“升/降法”確定臨界氧濃度(氧指數(shù))
判級應用 B1級電線電纜套管類塑料(包括熱塑性塑料和熱固性塑料)的判定:
氧指數(shù)≥32
B2級電線電纜套管類塑料(包括熱塑性塑料和熱固性塑料)的判定:
氧指數(shù)≥26
B1級管道隔熱保溫用泡沫塑料的判定:氧指數(shù)≥32
B2級管道隔熱保溫用泡沫塑料的判定:氧指數(shù)≥26