保溫材料極限氧指數檢測方法解析

保溫材料極限氧指數檢測方法解析

一、適用范圍及規范性引用文件

1、適用范圍

本規程規定了在規定的試驗條 件下，在氧、氮混合氣流中，測定剛好維持試樣燃燒所需的最低氧濃度（亦稱氧指數）的試驗方法。

本規程適用于評定均質固體材料、層壓材料、泡沫材料、軟片和波莫材料等在規定試驗條件下的燃燒性能，其結果不能用于評定材料在實際使用條件下著火的危險性。

本方法不適用于評定受熱后呈高收縮率的材料。

2、規范性引用文件

下列標準所包含的條文，通過在本規程中引用而構成為本規程的條文。使用本規程的各方應探討使用下列標準新版本的可能性。

GB 2828逐批檢查計數抽樣程序及抽樣表

GB 2918塑料試樣狀態調節和試驗的標準環境

GB 3863工業用氣態氧

GB 5471熱固性模塑料壓塑試樣的制備方法

GB 6379測試方法的精密度 通過實驗室間試驗確定標準測試方法的重復性和再現性

GB 9352熱塑性塑料壓縮試樣的制備

GB 11997塑料多用途試樣的制備和使用

二、儀器設備

1、氧指數儀-全自動氧指數測定儀

2、全自動氧指數測定儀燃燒筒

最小內經75mm、高450mm、頂部出口的內徑為40mm的耐熱玻璃管，垂直固定在可通過氧、氮混合氣流的基座上，底部用直徑為3～5mm的玻璃珠填充，填充高度為80～100mm。在玻璃珠的上方裝有金屬網，以防下落的燃燒碎片阻塞氣體入口的配氣通路。

3、全自動氧指數測定儀試樣夾

①、自撐材料的試樣夾

能固定在燃燒筒軸心位置上，并能垂直夾住試樣的構件。

②、非自撐材料的試樣夾

采用圖13.2所示的框架，將試樣的兩個垂直邊同時固定在框架上。

4、流量測量和控制系統

能測量進入燃燒筒的氣體流量，控制精度在±5%（V / V）之內的流量測量和控制系統，至少2年校準一次。

5、氣源

用GB 3863中所規定的氧和GB3864中所規定的氮及所需的氧、氮氣鋼瓶和調節裝置。氣體使用的壓力不低于1MPa。

6、點火器

由一根金屬管制成，尾端有內徑為2±1mm的噴嘴，能插入燃燒筒內點燃試樣。通以未混有空氣的丙烷，或丁烷、石油液化氣、煤氣、天然氣等可燃氣體。點燃后，當噴嘴垂直向下時，火焰的長度為16±4mm。

注1：仲裁試驗時，須以未混有空氣的丙烷作為點燃氣體。

7、排煙系統

能排除燃燒產生的煙塵和灰粒，但不應影響燃燒筒中的溫度和氣體流速。

8、計時裝置

具有±0.25s精度的計時器。

三、檢測程序

1、全自動氧指數測定儀試驗原理

將試樣垂直固定在燃燒筒中，使氧、氮混合氣流由下向上流過，點燃試樣頂端，同時記時和觀察試樣燃燒長度，與所規定的判據相比較。在不同的氧濃度中試驗一組試樣，測定塑料剛好維持平穩燃燒時的最低氧濃度，用混合氣中氧含量的體積百分數表示。

2、狀態調節

狀態調節按GB 2918中有關規定進行。

試驗環境應在GB 2918所規定的常溫、常濕下進行，即環境溫度為10～35℃，相對濕度為45%～75%。如有特殊要求，在產品標準中規定。

3、開始試驗時氧濃度的測定

根據經驗或試樣在空氣中點燃的情況，估計開始試驗時的氧濃度。如在空氣中迅速燃燒，則開始試驗時的氧濃度為18%左右；在空氣中緩慢燃燒或時斷時續，則為21%左右；在空氣中離開點火源即滅，則至少為25%。

4、調整儀器和點燃試樣

將試樣夾在夾具上，垂直地安裝在燃燒筒的中心位置上，保證試樣頂端低于燃燒筒頂端至少100mm，其暴露部分最低處應高于燃燒筒底部配氣裝置頂端至少10mm。

調節氣體混合及流量控制裝置，使混合氣體中的氧濃度為13.3.3所確定的氧濃度，以40±10mm/s的速度流經燃燒筒，洗滌燃燒筒至少30s。

5、全自動氧指數測定儀點燃試樣

①、方法A頂端點燃法

使火焰的最低可見部分接觸試樣頂端并覆蓋整個頂表面，勿使火焰碰到試樣的棱邊和側表面。在確認試樣頂端全部著火后，立即移去點火器，并開始記時或觀察試樣燃燒長度。

點燃試樣時，火焰作用的時間最長為30s，若在30s內不能點燃，則應增大氧濃度，繼續點燃，直至30s內點燃為止。

②、方法B 擴散點燃法

充分降低和移動點火器，使火焰可見部分施加于試樣頂表面，同時施加于垂直側表面約6mm長。點燃試樣時，火焰作用時間最長為30s，每隔5s左右稍移開點火器觀察試樣，直至垂直側表面穩定燃燒或可見燃燒部分的前鋒到達上標線處，立即移去點火器，開始計時或觀察試樣燃燒長度。

若30s內不能點燃試樣，則增大氧濃度，再次點燃，直至30s內點燃為止。

方法B也適用于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ型試樣，標線應劃在距點燃端10mm和60mm處。

注2：點燃試樣是指引起試樣有焰燃燒，不同點燃方法的試驗結果不可比。燃燒部分包括任何沿試樣表面淌下的燃燒滴落物。

7、燃燒行為的評價

燃燒行為的評價準則，見表13.1所示。

點燃試樣后，立即開始記時，觀察試樣燃燒長度及燃燒行為。若燃燒中止，但在1s內又自發再燃，則繼續觀察和計時。

如果試樣的燃燒時間或燃燒長度均不超過表13.1的規定，則這次試驗記錄為“○”反應，并記下燃燒長度或時間。

如果二者之一超過表13.1的規定，撲滅火焰，記錄這次試驗為“×”反應。

還要記下材料燃燒特性，例如：熔滴、煙灰、結炭、漂游性燃燒、灼燒、余輝或其他需要記錄的特性。

如果有無焰燃燒，應根據需要，報告無焰燃燒情況或包括無焰燃燒時的氧指數。

取出試樣，擦凈燃燒筒和點火器表面的污物，使燃燒筒的溫度回復至常溫或另換一個為常溫的燃燒筒，進行下一個試驗。

如果試樣足夠長，可以將試樣倒過來或剪掉燃燒過的部分再用。但不能用于計算氧濃度。

8、逐次選擇氧濃度

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，按13.3.8~13.3.9條，進行一組試樣的試驗。

①、如果前一條試樣的燃燒行為是“×”反應，則降低氧濃度。

②、如果前一條試樣的燃燒行為是“○”反應，則增大氧濃度。

9、初始氧濃度的確定

采用任一合適的步長，重復13.3.8~13.3.9條，直到以體積百分數表示的二次氧濃度之差不大于1.0%，并且一次是“○”反應，一次是“×”反應為止。將這組氧濃度中得“○”反應的記作初始氧濃度φ0。

10、氧濃度的改變

用初始氧濃度φ0重復13.3.7~13.3.8操作，記錄在φ0時所對應的“×”或“○”反應。即為NL系列的第一個值。

用混合氣濃度的0.2%（V/V）為步長，重復13.3.7~13.3.8操作，測得一組氧濃度值及對應的反應。直至得到不同于 NL系列第一個值的反應為止，記下這些氧濃度值及其反應。

以上測得的結果，即為NL系列。

仍以0.2%（V/V）為步長，重復13.3.7~13.3.8，再測試四條試樣，記下各次的氧濃度及所對應的反應，最后一條試樣的氧濃度，用φF表示。

NL系列和最后四條試樣的試驗結果，組成NT系列。

11、原始數據記錄

全自動氧指數測定儀檢測結束后應記錄以下試驗內容：

1 樣品名稱；

2 樣品編號；

3 樣品的尺寸和外觀；

4 試驗編號；

5 檢測依據；

6 設備的名稱、編號和狀態；

7 試樣的制備：試樣類型、型式、尺寸和用途；

8 試樣狀態調節：恒溫恒濕養護箱的溫濕度和狀態調節起止時間；

9 試驗環境：實驗室溫度和濕度；

10 點燃氣體和點燃方法；

11 初始氧濃度和NT系列的測定：相應步長、氧濃度、燃燒時間或燃燒長度、反應；

12 燃燒特性；

13 步長的校驗；

14 試驗結果：ΦF、k值、相應步長d和氧指數OI；

15 抽樣信息；

16 試驗人員和日期；

17 聲明本試驗結果僅供評定在規定條件下材料的燃燒特性，不能用于推斷該材料在其他條件下或其他形狀下著火的危險。

四、檢測結果計算及表示全自動氧指數測定儀

1、氧指數的計算

以體積百分數表示的氧指數，按式（13.1）計算：

OI=φF+Kd     ……………………………………(13.1 )

式中： 

OI ——氧指數，%；

φF——NT系列最后一個氧濃度，取一位小數，%；

d ——12.3.10使用和控制的二個氧濃度之差，即步長，取一位小數；

K ——查表13.2所得的系數。

報告OI時，取一位小數，不能修約，為了計算標準偏差，OI應計算到二位小數。

2、K值的確定

①、按13.3.10得出NL系列的第一個值如為“○”反應，則第一個相反的反應是“×”反應，從表13.2第一欄中找出所對應的反應，并按NL系列的前幾個反應，查出所對應得行數，即為所需K值，其符號與表中符號相同。

②、按13.3.10得出NL系列的第一個值如為“×”反應，則第一個相反的反應是“○”反應，從表13.2第六欄中找出所對應的反應，并按NL系列的前幾個反應，查出所對應的行數，即為所需K值，其符號與表中符號相反。

3、步長d值的校驗

五、全自動氧指數測定儀檢測報告包含的內容

檢測報告應包含以下內容：

1 注明采用本國家標準；

2 料的鑒別特征，名稱、牌號、批號、生產廠、出廠日期等；

3 樣制備方法、型式、尺寸、狀態調節情況；

4 樣點燃方式，點燃氣體種類；

5 指數OI和步長d；

6 燒特性；

7 焰燃燒情況或包括無焰燃燒時的氧指數；

8 驗環境、日期和試驗人員；

9 明本試驗結果僅供評定在規定條件下材料的燃燒特性，不能用于推斷該材料在其他條件下或其他形狀下著火的危險性；

10 他需要注明的事項。

摘自：北京鑫生卓銳科技有限公司