塑料燃燒(shao)性檢測方法——氧指數測試原(yuan)理
壹(yi)、塑料的燃燒(shao)性有(you)關(guan)元素(su)：
1.只含(han)氫(qing)和碳的塑料
如聚乙(yi)烯( 用(yong)於(yu)制作薄(bo)膜(mo)、片材、瓶(ping)子(zi)、電子(zi)器件) 和聚丙(bing)烯(用(yong)於(yu)制作薄(bo)膜(mo)、管道(dao)等(deng)), 容易燃燒(shao), 但(dan)燃燒(shao)得不太(tai)猛(meng)烈,燃燒(shao)速度(du)較(jiao)慢。
2.含氧的塑料
如聚甲基(ji)丙烯酸(suan)甲酯(zhi)(即(ji)有(you)機(ji)玻(bo)璃(li))、硝(xiao)酸纖維(wei)素(又稱(cheng)硝(xiao)棉塑料)、聚苯(ben)乙(yi)烯等(deng), 這(zhe)些(xie)塑料都極(ji)易著火且燃燒(shao)猛(meng)烈。
3.含氮(dan)的塑料
如尼(ni)龍、三聚氰胺、甲醛(quan)樹脂(zhi), 這(zhe)類(lei)塑料通(tong)常(chang)不(bu)易著火,也(ye)不易燃燒(shao)。 但(dan)聚氨脂例外(wai), 其(qi)泡沫體(ti)容(rong)易燃燒(shao) 。
4.含氯(有(you)時(shi)含溴(xiu))的塑料
如聚氯(lv)乙(yi)烯, 不(bu)加(jia)增(zeng)塑劑(ji)的聚氯(lv)乙(yi)烯在(zai)遇火燃燒(shao)時(shi)會軟化(hua)、冒(mao)白煙(yan), 但(dan)離(li)開火源(yuan)時(shi)就(jiu)緩慢熄(xi)滅(mie)。 不過在實(shi)際火災情況(kuang)下, 聚氯(lv)乙(yi)烯能(neng)持(chi)續(xu)燃燒(shao)。 含有(you)增(zeng)塑劑(ji)的軟(ruan)性 PV C 比硬(ying)性的更(geng)缺(que)乏(fa)自(zi)熄(xi)性。 但(dan)自(zi)熄(xi)決(jue)不(bu)意味著不(bu)燃, 作為消防(fang)人(ren)員在(zai)實踐中(zhong)對(dui)這(zhe)壹(yi)點(dian)必(bi)須(xu)有(you)明(ming)確認識 。
5.含(han)氟(fu)的塑料
常(chang)用(yong)於(yu)化(hua)工設(she)備(bei)的內(nei)襯(chen)、高(gao)頻和高(gao)溫電絕緣(yuan)、軸承上的潤滑材(cai)料以及炊(chui)具(ju)塗層，如聚四(si)氟(fu)乙(yi)烯，這(zhe)種(zhong)材料實際上是不燃的，但(dan)是如果過度加(jia)熱(re)如在(zai)火災現(xian)場高(gao)溫的情況(kuang)下則(ze)會放(fang)出(chu)有(you)毒氣體(ti)。
塑料是以天(tian)然合(he)成(cheng)的高(gao)分(fen)子(zi)化合(he)物(wu)為基(ji)本(ben)成(cheng)分(fen)，在(zai)壹(yi)定的條(tiao)件下塑化(hua)成(cheng)型(xing)的聚合(he)物(wu)，是由(you)大(da)分(fen)子(zi)量的有(you)機(ji)物組(zu)成(cheng)的壹(yi)類人(ren)造材(cai)料。從分(fen)子(zi)結(jie)構來(lai)講，塑料是以碳原(yuan)子(zi)鏈(lian)為基(ji)礎的特大(da)分(fen)子(zi)，聯(lian)結(jie)在碳鏈(lian)上的通(tong)常(chang)有(you)氫(qing)原(yuan)子(zi)和各種(zhong)基(ji)團(tuan)，基(ji)團(tuan)中(zhong)可(ke)能(neng)含(han)有(you)氧、氯、氟(fu)和少數其(qi)他(ta)原(yuan)子(zi)。除此(ci)之外(wai)，在實(shi)際應用(yong)中(zhong)還(hai)根據不同需要(yao)加(jia)入(ru)增(zeng)塑劑(ji)、著色(se)劑(ji)、固(gu)化劑(ji)等添加(jia)劑(ji)。在材料分(fen)類(lei)中(zhong)，塑料屬於(yu)非(fei)金屬材(cai)料中(zhong)的聚合(he)物(wu)。針對(dui)於塑料制品(pin)的燃燒(shao)性可(ke)以用氧指數儀進(jin)行科(ke)學(xue)檢測。
二、測試原(yuan)理：
氧指數: 北(bei)京(jing)鑫(xin)生(sheng)卓銳科(ke)技(ji)有(you)限(xian)公(gong)司(si)技術(shu)部(bu)劉(liu)工指(zhi)出(chu)，在(zai)規(gui)定試驗條(tiao)件下，通(tong)入(ru)23℃±2℃氧、氮(dan)的混(hun)合(he)氣體(ti)，維(wei)持燃燒(shao)所(suo)需(xu)的小氧濃度的試驗方法。
1.將(jiang)壹(yi)個試樣垂(chui)直固(gu)定在向上流動的氧、氮(dan)混合(he)氣體(ti)的透(tou)明(ming)燃燒(shao)筒裏，點(dian)燃試樣頂端(duan)，並觀察試樣的燃燒(shao)特性，把(ba)試樣連(lian)續(xu)燃燒(shao)時(shi)間(jian)或(huo)試樣燃燒(shao)長(chang)度與(yu)給定的標(biao)準相(xiang)比較(jiao)，通(tong)過在不(bu)同氧濃度下的壹(yi)系(xi)列試驗，估算氧濃度的小值(zhi)。
2.為了與(yu)規(gui)定的小氧指數數值(zhi)進(jin)行比(bi)較(jiao)，試驗三(san)個試樣，根(gen)據標(biao)準判(pan)定至少兩個試樣熄(xi)滅(mie)。
三、點(dian)燃方法：
1.頂端(duan)點(dian)燃法:
對(dui)於自(zi)撐材料（如模(mo)塑材(cai)料，泡沫材(cai)料，厚片(pian)材(cai)料，電器(qi)用(yong)模塑和片材）采用(yong)頂端(duan)點(dian)燃方式(shi)，在距(ju)點(dian)燃端(duan)50MM處劃(hua)標(biao)線。測試時(shi)每隔5S移開壹(yi)次，移(yi)開的時(shi)間(jian)以恰(qia)好(hao)能判(pan)明(ming)試樣整(zheng)個頂表(biao)面(mian)是否(fou)全(quan)部(bu)著(zhe)火為限(xian)。在(zai)確(que)認試樣頂表(biao)面(mian)著(zhe)火(huo)後(hou)，立(li)即(ji)移開點(dian)火器(qi)，並開始記時(shi)並觀察燃燒(shao)長(chang)度。火(huo)焰(yan)接(jie)觸(chu)頂面(mian)時(shi)間(jian)長(chang)不超(chao)過30S，如果30S內不(bu)能點(dian)燃，則增(zeng)加(jia)氧濃度，繼(ji)續(xu)點(dian)火，直(zhi)至30S內(nei)點(dian)燃為止。
2.擴散點(dian)燃法:
對(dui)於非(fei)自(zi)撐材料（如軟(ruan)片或(huo)薄(bo)膜(mo)）采用擴散點(dian)燃法（也(ye)適(shi)用(yong)自(zi)撐材料）。火焰(yan)施(shi)加(jia)於(yu)試樣的頂表(biao)面(mian)，並同時(shi)施加(jia)於(yu)垂(chui)直(zhi)表(biao)面(mian)。點(dian)燃時(shi)，每隔5S左右(you)移(yi)開點(dian)火器(qi)觀察試樣，火(huo)焰(yan)作用(yong)時(shi)間(jian)長(chang)為30S，直(zhi)至垂(chui)直側(ce)表(biao)面(mian)穩(wen)定燃燒(shao)或(huo)可(ke)見(jian)燃燒(shao)部(bu)分(fen)的前(qian)沿(yan)達(da)到上標(biao)記處，移去(qu)火(huo)焰(yan)。對(dui)於薄膜(mo)類產(chan)品(pin)在用(yong)框(kuang)架(jia)夾(jia)具(ju)的時(shi)候，由(you)於(yu)燃燒(shao)會出(chu)現(xian)收(shou)縮等現(xian)象，有(you)標(biao)準ISO/TC61/SC4建(jian)議(yi)用(yong)卷(juan)筒法測試，獲(huo)得(de)較(jiao)好(hao)穩定性和重現性。
四、測試方法：
無(wu)論(lun)是剛性還(hai)是軟性材料在特定的夾(jia)具(ju)中(zhong)都(dou)可(ke)進(jin)行試驗。夾(jia)具(ju)安(an)裝(zhuang)在(zai)以層流(liu)方式(shi)向上流動的氧、氮(dan)混合(he)氣體(ti)的透(tou)明(ming)燃燒(shao)筒中(zhong)。試樣狀態調(tiao)節(jie)後(hou)，通(tong)常(chang)進(jin)行室(shi)溫試驗。在(zai)頂面(mian)點(dian)燃時(shi)，火焰(yan)接(jie)觸(chu)面(mian)長(chang)時(shi)間(jian)30s,並每隔5s移開壹(yi)次，觀察樣品(pin)是否(fou)燃燒(shao)。這可(ke)確(que)保(bao)樣(yang)品(pin)溫度不會過高(gao)，而獲(huo)得(de)較(jiao)低(di)的OI值(zhi)。在擴散式(shi)點(dian)燃時(shi)，火焰(yan)接(jie)觸(chu)樣(yang)品(pin)垂直(zhi)側(ce)面(mian)向下約(yue)6mm。薄膜(mo)試驗中(zhong)，將(jiang)薄(bo)膜(mo)以45°纏繞(rao)在(zai)桿(gan)上，移出(chu)桿(gan)固(gu)定樣品(pin)末端(duan)並切除頂端(duan)20mm.
另(ling)外，影(ying)響(xiang)氧指數試驗結(jie)果的因素很(hen)多(duo)，除了矽(gui)膠(jiao)管材(cai)料自(zi)身的組(zu)成(cheng)、結(jie)構及各種(zhong)添加(jia)劑(ji)如填(tian)料、增(zeng)塑劑(ji)、阻燃劑(ji)等的種(zhong)類和含量對其(qi)氧指數有(you)極(ji)大影響(xiang)外(wai)，還(hai)受到(dao)試樣尺(chi)寸、氣流速度(du)、氣體(ti)純度、環境溫度、燃燒(shao)筒筒體(ti)溫度、燃氣種(zhong)類，點(dian)火方式(shi)等測試條件的很(hen)大(da)影(ying)響(xiang)。現(xian)就(jiu)試驗條(tiao)件的影(ying)響(xiang)分(fen)述(shu)如下。
氧指數試驗的影(ying)響(xiang)因素之(zhi)壹(yi)燃燒(shao)筒中(zhong)混(hun)合(he)氣流的流(liu)速的影(ying)響(xiang)：燃燒(shao)筒中(zhong)混(hun)合(he)氣流的流(liu)速在(zai)壹(yi)定範圍改(gai)變時(shi)對試驗結(jie)果沒有(you)明(ming)顯(xian)的影(ying)響(xiang)，但(dan)當(dang)混(hun)合(he)氣體(ti)中(zhong)的氧濃度低(di)於空(kong)氣中(zhong)的氧濃度時(shi)，合(he)氣流速大(da)小對氧指數測試結(jie)果還(hai)是有(you)壹(yi)些影(ying)響(xiang)的。為了防(fang)止上述(shu)影響(xiang)，有(you)些(xie)標(biao)準規(gui)定，應在(zai)燃燒(shao)筒出(chu)口(kou)處(chu)加(jia)壹(yi)個限(xian)流(liu)蓋(gai)以防止外界(jie)空(kong)氣倒(dao)入。因此(ci)，我(wo)準規(gui)定燃燒(shao)筒內混合(he)氣體(ti)流(liu)速為40±10mm/s，並且應加(jia)限(xian)流(liu)蓋(gai)。
氧指數試驗的影(ying)響(xiang)因素之(zhi)二(er)氧氣、氮(dan)氣純度的影(ying)響(xiang)：由(you)於(yu)混合(he)氣流中(zhong)的氧濃度是通(tong)過測量氧、氮(dan)兩種(zhong)氣體(ti)的流(liu)量並將其(qi)純度當做100％，而(er)實(shi)際實驗時(shi)用的氣體(ti)都(dou)是工業(ye)用(yong)氣體(ti)，矽(gui)膠(jiao)條實(shi)驗(yan)有(you)壹(yi)定的誤(wu)差。純度越低(di)，誤(wu)差越(yue)大(da)，另(ling)外鋼(gang)瓶(ping)內(nei)壓(ya)力下降對氧濃度也(ye)有(you)影(ying)響(xiang)。 此(ci)測試時(shi)使用(yong)高(gao)純度的氧氣和氮(dan)氣作為氣源(yuan)，且使用壓力不低(di)於1MPa。