氧指數測定儀實驗測定方法和計算公式

氧指數測定儀實驗測定方法和計算公式

氧指數測定儀參數：

概述：氧指數測定儀，是根據國家標準GB/T2406規定的技術要求研制的新型號產品。該儀器是用來測定聚合物燃燒過程中所需要氧的體積百分比，聚合物氧指數值是在該物質引燃后，保持燃燒50mm長或燃燒時間為180s時所需要的氧、氮混合氣流中，剛好維持式樣燃燒所需的最低氧濃度（亦稱氧指數）。該儀器不僅可以作為鑒定聚合物難燃性的手段，而且可以作為一種研究工具，對實驗室研究阻燃配方，開發新型阻燃材料提供了有力的測試手段。適合于固體材料，層壓材料、泡沫塑料、織物、軟片和薄膜等材料的燃燒性測試。儀器結構設計合理，操作使用維修方便。測試系統采用進口氧傳感器，并用數字顯示結果。具有判定準確，重現性好等優點，是科研、生產質量控制--的測試設備。

氧指數試驗儀：符合標準：GB/T2406《塑料燃燒性能試驗方法---氧指數法》標準。符合JIS7201、BS2782、ANSI/ASTM、D2863、ISO4589、GB/T2406標準。

氧指數試驗儀適用范圍：用于判斷材料在空氣中與火焰接觸時燃燒的難易度，適用于均質固體材料、層壓材料、軟片和薄膜材料。

氧指數試驗儀主要參數:

流量計直讀氧氣、氮氣濃度

指針式壓氧氣、氮氣壓力，能通過調節閥調節大小。

測量范圍：0-80%，

測量精度：2.5級

燃燒筒內徑：75㎜

燃燒筒內氣體流速：40mm±10mm/s

工作壓力：0.1Mpa

氧氣、氮氣混合氣體入口：包括穩壓閥、流量調節閥、氣體過濾器和混合室。

試樣夾可用于軟質和硬質塑料。

點火器：-用丁烷手持式電子電火器

氣體：工業級氧氣、氮氣。

電源要求：AC220（±10%）V/50HZ 。

氧指數試驗儀機箱及部分結構：

控制箱：采用數控機床加工成型，圓弧造型美觀大方.優質SUS304鏡面不銹鋼材料，美觀、防銹防腐。

燃燒筒：耐高溫優質玻璃管（內徑￠100mm，長450mm）

出口內徑：φ40mm

混合器：采用玻璃珠填充形式，將氧氣和氮氣均勻混合。（珠φ4.5mm填充高度95mm）

試樣夾具：自撐式夾具，并能豎直地夾住試樣。

氧指數試驗儀電控系統：

采用繼電器控制系統，所有電子原件均采用大的品牌供應商，能更好地保證機器的性能及檢測精度。

設備具有下列安全保護裝置：電源超載、短路保護、控制回路過載保護。

氧指數試驗儀環境使用條件：

引儀器工作時需要氧氣和氮氣。（客戶自備）

地面平整，通風良好，不含易燃、易爆、腐蝕性氣體和粉塵。

附近沒有強電磁輻射源。

設備周圍留有適當的維護空間。

溫度：5℃～30℃。

氣壓：86～106kpa。

AC220V/50HZ。

電壓允許波動范圍：220V±10%。

頻率允許波動范圍：50Hz±1%。

要求用戶在安裝現場為設備配置相應容量的空氣、氮氣電力開關

設備不工作時，環境的溫度應保持+0～45℃以內，并裝振動燃燒裝置放置于燃燒箱體外。

二、理論基礎

聚合物的氧指數與其燃燒時的成炭率、比燃燒焓及元素組成等因素有關，可按下述諸術計算：

1.按成炭率計算

1974年P.W.Wan Krevelen在大量試驗基礎上，提出了不含鹵高聚物LOI與成炭率的下述線性關系：

LOI=(17.5+0.4CR)/100

式中CR——高聚物加熱至85℃時的成炭率（%）

高聚物的CR值具有基團加和性，是分子中各基團對成炭率貢獻的總和，如下式所示：

CR= (CFT)i×1200/M

式中M——高聚物結構單元的摩爾質量（g/mol）

CFT——每摩爾結構單元的成炭量與碳的摩爾質量（12g/mol）之比，即每摩爾結構單元的成炭量

中所含碳物質的量

高聚物中的不同基團的CFT值可在常用的手冊中查得。

2.按比燃燒焓計算

很多高聚物的燃燒焓、氧化焓及起始分解溫度與它們的LOI間存在一定的對應關系，特別是一些高

聚物的LOI的倒數與它們的燃燒焓/氧化焓比值之間具有較好的線性關系。LOI可按下式計算：

LOI=-8×103/△ghb=-8×103M/△mHb(1式)

式中△ghb——高聚物比燃燒焓（J/g）

△mHb——高聚物結構單元的摩爾燃燒焓（J/mol）

M——高聚物結構單元的摩爾質量（g/mol）

但上式對C/O或C/N物質的量之比小于6的高聚物不適用

△mHb可根據完全燃燒產物（CO2和H2O）的生成焓及被燃燒高聚物的生成焓求的，也可根據高聚物

完全燃燒需氧量按下式計算。

△mHb=-4.35×105mo(2式)

式中mo——高聚物結構單元完全燃燒需氧量（mol/mol）

合并1式和2式得：LOI=1.84×10-2M/m

注：△ghb值越小（即燃燒時放出的熱量越大）或mo值越大的高聚物，其LOI值越低。