《燃烧性能测试》课件-第二节 氧指数测试

塑料氧指数测试2018/11/71目录页概念与原理测试概述影响因素2018/11/722018/11/73氧指数测定方法是1966年美国通用电气公司提出的，1970年ASTM制定了标准，由于该方法判断空气中与火焰接触时燃烧的难易程度非常有效，并且有很好的重现性，还可以用来给材料的燃烧性进行分级，因此得到世界各国的注意，我国于1993年制订了氧指数的测定标准GB/T2409-93。01概念与原理2018/11/742018/11/75氧指数在规定的试验条件下，刚好能维持材料燃烧的通入的23±2℃氧氮混合气以体积百分数表示的最低氧浓度。011.1定义2018/11/76将试样竖直地固定在透明的燃烧筒中，使氧氮混合气体由下向上流过点燃试样顶端。观察试样随后点燃的情况，把试样连续燃烧的时间或试样燃烧的长度与规定的判据进行比较。1.2实验原理在不同的氧浓度中试验一组试样、测定塑料刚好维持平稳燃烧时最低氧浓度，用混合气中氧含量的体积百分数表示。02测试方法2018/11/772018/11/782.1测试仪器氧指数测试仪2018/11/792.1测试仪器1、燃烧筒：内径75mm，高450mm，顶部出口内径为40mm，耐热玻璃垂直固定在可通入氧氮混合气体的基座上，底部用玻璃珠充填80～100mm，上方有金属网，以防下落的燃烧物阻塞气体入口。2、试样架（夹）：3、流量测量和控制系统；定期校准4、气源：试验所用的氧气、氮气及所需的钢瓶和调节装置应符合有关标准规定，调节气体的压力不应低于1MPa2018/11/7102.2试样类型

型式长宽厚用途自撑材料

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用于电器塑料或片材非自撑材料

Ⅴ

140<10.5用于软片或薄膜片每组15条（最少）。试样的标线对于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ型试样，若用A型点燃，标线划在距点燃端50mm处，若用B型点燃划在10、60mm处。对于Ⅴ型试样标线划在框架上或距点燃端20、100mm处。2018/11/711确定氧浓度

先在空气中燃烧，若迅速燃烧，则氧浓度约为18%，若缓慢燃烧，则氧浓度约为21%，若离开点火源即灭，则氧浓度至少为25%。32142.3操作步骤安装试样和调节垂直地夹，保证试样顶端低于燃烧筒顶端至少100mm，最低处应高于燃烧筒底部配气装置顶端至少100mm。调节气体流量以40±10mm/s洗涤燃烧筒，至少30秒。点燃试样火焰时间为30秒，A法：顶端点燃法B法：扩散点燃法2018/11/712A法——使火焰的最低可见部分接触试样顶端并覆盖整个表面，不能让火焰碰到试样的棱边和侧表面，在确认试样顶端全部着火后立即移开点火器，开始计时，并观察试样燃烧的长度。B法：充分降低移动点火器，使火焰可见部分施加于试样顶表面，同时施加直侧表面6mm长，施焰最长30秒，每隔5秒左右移开点火源，观察试样，直到直侧表面稳定燃烧或可见燃烧部分的前锋达到上标线处，立即移开点火器，开始计时并观察燃烧长度。若30秒不能点燃试样，增加氧浓度，再次实验。2.3操作步骤2018/11/7132.4、燃烧行为的评价试样型式点燃方式燃烧时间燃烧长度mmⅠ、Ⅱ、Ⅲ、ⅣA180s燃烧前锋超过上标线B燃烧前锋超过下标线ⅤB燃烧前锋超过下标线1、评价指标2018/11/7142、标记点燃后开始计时，观察长度及燃烧行为，若燃烧中止，但在1秒内又自燃，则应继续观察和计时，Ο：如果燃烧时间和长度均不超过上表的规定，记“Ο”×：评价标准中一个超过规定，记“×”，还记下材料燃烧特征，如熔滴、烟灰、漂游性燃烧、灼烧余辉或其他的特征。3、下次实验准备取出试样，擦净燃烧筒和点火器表面的污物，使燃烧筒的温度回复到常温或换另一个常温的燃烧筒进行下一次试验。2018/11/7154、逐次选择氧浓度做实验，初始氧浓度的确定，采用少量样品升降法，这一特定的条件，以任意步长做为改变量，进行重复实验。如果前一组的燃烧行为是“Ο”反应，降低氧浓度，如果前一组的燃烧行为是“×”反应，增加氧浓度，采用任一合适的步长进行测试，直至体积百分数表示的一次氧浓度之差小于1%，并且一次是“Ο”反应，一次是“×”反应，将这组氧浓度中得“Ο”反应的记为初始氧浓度。不能燃烧的最大浓度:初始氧浓度.2018/11/716例氧浓度,%25.035.030.032.031.0燃烧时间,s10>180140>180>180燃烧长度mm-----反应(×或Ο)Ο×Ο××2018/11/717

NL系列的测量氧浓度,%30.029.829.629.4燃烧时间,s>180>180>180150反应×××Ο2018/11/718的测定氧浓度,%29.429.629.429.629.8燃烧时间,s150>180110165>180反应Ο×ΟΟ×

2018/11/719

2018/11/720查表得：（3）d值的校验——NT系列中最后六个试样所对应的氧浓度，%n=6国标规定五舍六入2018/11/721最后六个试验结果氧浓度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影响因素2018/11/7231、混合气流流速气流在一定范围内改变对试验结果没有明显影响，但当混合气体中氧浓度低于空气中的氧浓度时，会有影响。国标规定气流40±10mm/s2、氧气、氮气的纯度在测试中氧气和氮气的纯度做为100%，而实际上大部分所用气体为工业气体，纯度越低，误差越大。钢瓶内压力下降也对氧浓度有影响3、点火气体种类不同点燃气体测得的氧指数基本相同，因此除了可用丙烷外，还可用液化气、天燃气、煤气等。仲裁实验时必须用末混有空气的丙烷作为点火气体。2018/11/7243.主要影响因素2018/11/7256、无焰燃烧火焰方向的影响不同方向时火焰的高度是不同的，特别是丁烷打火机气罐，差别极大。火焰高度的影响火焰高度在一定范围内是没有，但火焰高度太低时不易点燃试样，太高时对于薄材料的点燃不易控制。5、点燃方式顶端法适用于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ型试样，扩散法适用于所有试样。不同的点火方式数据不能对比。4、点火器的方向与高度填充材料、层压材料有相当一段时间内维持无焰燃烧，在判断试样燃烧长度和燃烧时间时，包括不包括无焰燃烧差别很大，而在国标中是燃烧是不包括无焰燃烧的，但在火灾中无焰燃烧有很重要的影响。在报告中应报告无焰燃烧的情况。3.主要影响因素2018/11/7269、试样的尺寸测试温度对结果的影响很大，随着环境温度的升高，氧指数下降。国标规定要在室温下进行实验