塑料燃燒測試實驗方法——氧指數法解析
塑料燃燒測試實驗方法——氧指數法解析
氧指數是指在規定的條件下試樣在氧，氮混合氣流中，維持平穩燃燒所需的低氧濃度，以氧所占的體積百分數來表示。是指在規定的試驗條件下，試樣在氧氮混合氣流中，維持平穩燃燒(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的數值表示(即在該物質引燃后，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部劉工指出，氧指數的測試方法，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，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，觀察隨后的燃燒現象，記錄持續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，從上下兩側逐漸接近規定值，至兩者的濃度差小于該方法比較簡單，數字重現性較好，具有以數字表現材料燃燒性能的特點，所以國外普遍采用，(例如的氧指數試驗標準為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
氧指數儀包括燃燒筒，試樣夾，流量控制系統及點火器。
燃燒筒為一套插在底座上，內徑75-80mm,高300-450mm的耐熱玻璃管，基座內填有直徑3-5mm的玻璃珠，填充100mm，上放一金屬網，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。
流量控制系統由壓力表，穩壓閥，調節閥轉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，經計量后的混合氣由管道輸入燃燒筒。
點火器為一內徑1-3mm的噴嘴，并且有調節火焰之功能，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節，應保持任何時候燃燒桶內的氣流流速為40±10mm/s。讓調節好的氣流流動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。當調節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。在該范圍內進行三次試驗。
3、結果計算
氧指數(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)
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≥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≥26
B1級管道隔熱保溫用泡沫塑料的判定：氧指數≥32
B2級管道隔熱保溫用泡沫塑料的判定：氧指數≥26
