塑料燃燒測試實(shí)驗(yàn)方法——氧指數(shù)法解析
塑料燃燒測試實(shí)驗(yàn)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?jǐn)?shù)來表示。是指在規(guī)定的試驗(yàn)條件下，試樣在氧氮混合氣流中，維持平穩(wěn)燃燒(即進(jìn)行有焰燃燒)所需的低氧氣濃度，以氧所占的體積百分?jǐn)?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(shí)間3min時(shí)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(shí)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?dú)饬?。點(diǎn)著試樣的上端，觀察隨后的燃燒現(xiàn)象，記錄持續(xù)燃燒時(shí)間或燃燒過的距離，試樣的燃燒時(shí)間超過3min或火焰前沿超過50mm標(biāo)線時(shí)，就降低氧濃度，試樣的燃燒時(shí)間不足3min或火焰前沿不到標(biāo)線時(shí)，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(diǎn)，所以國外普遍采用，(例如的氧指數(shù)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)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(yàn)裝置
氧指數(shù)儀包括燃燒筒，試樣夾，流量控制系統(tǒng)及點(diǎn)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(yīng)配以140mm×38mm的U型試驗(yàn)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(jì)及管路組成。流量計(jì)小刻度為0.1L/min,用于計(jì)量氧和氮的量，經(jīng)計(jì)量后的混合氣由管道輸入燃燒筒。
點(diǎn)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(yàn)火焰長度為3-25mm. 其它還有秒表和游標(biāo)卡尺。
二、試驗(yàn)方法
1、試件制備
每組樣品應(yīng)5-10個(gè)試件，每個(gè)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(yàn)步驟
北京鑫生卓銳科技有限公司技術(shù)部劉工指出，試驗(yàn)進(jìn)行前應(yīng)將試件在距點(diǎn)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(jì)初始氧濃度并進(jìn)行調(diào)節(jié)，應(yīng)保持任何時(shí)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(diǎn)火器點(diǎn)燃試件頂部，確認(rèn)試件頂部全部點(diǎn)燃時(shí)，移去點(diǎn)火器并開始計(jì)時(shí)。此時(shí)不得任意改變流量和氧濃度。
試驗(yàn)過程中，若試樣燃燒時(shí)間超過3min,或火焰前沿超過標(biāo)線，應(yīng)降低氧濃度再進(jìn)行試驗(yàn)。，反之則應(yīng)增加氧濃度。當(dāng)調(diào)節(jié)到氧濃度值的增加或減少之差小于0.5%時(shí)，應(yīng)以降低的氧濃度值計(jì)算材料的氧指數(shù)。在該范圍內(nèi)進(jìn)行三次試驗(yàn)。
3、結(jié)果計(jì)算
氧指數(shù)(OI)的計(jì)算公式：
OI=[O2] / [O2]+[N2]×100%
式中 [O2]——氧氣流量 L/min：
試驗(yàn)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(yàn)裝置：同ISO4589
試驗(yàn)方法：用“升/降法”確定臨界氧濃度(氧指數(shù))
判級應(yīng)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
