塑(su)料燃(ran)燒性檢測方法(fa)——氧指數測試原理(li)
壹、塑(su)料的(de)燃(ran)燒性有(you)關(guan)元素(su)：
1.只含(han)氫和碳的塑(su)料
如(ru)聚(ju)乙烯(xi)( 用於制(zhi)作薄(bo)膜(mo)、片(pian)材、瓶(ping)子、電子器(qi)件(jian)) 和(he)聚(ju)丙烯(xi)(用於制(zhi)作薄(bo)膜(mo)、管(guan)道等(deng)), 容(rong)易(yi)燃(ran)燒, 但燃(ran)燒得(de)不太猛(meng)烈,燃(ran)燒速(su)度(du)較(jiao)慢。
2.含(han)氧的塑(su)料
如(ru)聚(ju)甲基丙(bing)烯(xi)酸甲酯(即(ji)有(you)機(ji)玻(bo)璃)、硝(xiao)酸纖維(wei)素(su)(又(you)稱(cheng)硝(xiao)棉(mian)塑(su)料)、聚(ju)苯乙(yi)烯(xi)等(deng), 這些塑(su)料都(dou)極(ji)易(yi)著火(huo)且(qie)燃(ran)燒猛(meng)烈。
3.含(han)氮(dan)的(de)塑(su)料
如(ru)尼(ni)龍(long)、三聚(ju)氰胺、甲醛(quan)樹(shu)脂, 這(zhe)類塑(su)料通常(chang)不(bu)易(yi)著火(huo),也(ye)不易(yi)燃(ran)燒。 但聚(ju)氨脂例(li)外, 其(qi)泡(pao)沫(mo)體容(rong)易(yi)燃(ran)燒 。
4.含(han)氯(有(you)時含(han)溴)的塑(su)料
如(ru)聚(ju)氯乙烯(xi), 不(bu)加增塑(su)劑的(de)聚(ju)氯乙烯(xi)在(zai)遇火(huo)燃(ran)燒時會(hui)軟化、冒白煙, 但離開火(huo)源(yuan)時就(jiu)緩(huan)慢(man)熄(xi)滅(mie)。 不過在(zai)實(shi)際火(huo)災(zai)情況下(xia), 聚(ju)氯乙烯(xi)能(neng)持續燃(ran)燒。 含(han)有(you)增(zeng)塑(su)劑的(de)軟(ruan)性(xing) PV C 比(bi)硬(ying)性的(de)更(geng)缺(que)乏自(zi)熄(xi)性(xing)。 但自(zi)熄(xi)決(jue)不(bu)意味著不燃(ran), 作為消防人員(yuan)在(zai)實(shi)踐中對(dui)這(zhe)壹點必須有(you)明(ming)確(que)認(ren)識(shi) 。
5.含(han)氟的塑(su)料
常(chang)用於化工設備的(de)內(nei)襯(chen)、高頻和高(gao)溫電絕緣、軸(zhou)承(cheng)上的(de)潤(run)滑材料(liao)以(yi)及炊(chui)具(ju)塗(tu)層，如(ru)聚(ju)四氟乙烯(xi)，這(zhe)種(zhong)材料(liao)實(shi)際上是(shi)不(bu)燃(ran)的，但是如果(guo)過(guo)度(du)加熱如在(zai)火(huo)災(zai)現(xian)場(chang)高(gao)溫的(de)情(qing)況下(xia)則會(hui)放出有(you)毒(du)氣(qi)體(ti)。
塑(su)料是(shi)以(yi)天(tian)然合成的高分(fen)子化合物(wu)為基本(ben)成分(fen)，在(zai)壹定的(de)條件(jian)下(xia)塑(su)化成型的聚(ju)合物(wu)，是(shi)由(you)大分(fen)子量(liang)的(de)有(you)機(ji)物(wu)組(zu)成的壹類人造(zao)材(cai)料(liao)。從(cong)分(fen)子結構來(lai)講(jiang)，塑(su)料是(shi)以(yi)碳原子鏈為基礎的(de)特(te)大分(fen)子，聯(lian)結在(zai)碳鏈上的(de)通常(chang)有(you)氫(qing)原(yuan)子和(he)各(ge)種(zhong)基團，基團中可能(neng)含(han)有(you)氧、氯、氟和少(shao)數其(qi)他原(yuan)子。除此之(zhi)外(wai)，在(zai)實(shi)際應用中還(hai)根(gen)據不同需(xu)要加入增塑(su)劑、著色劑、固(gu)化劑等(deng)添加劑。在(zai)材(cai)料分(fen)類中，塑(su)料屬(shu)於非(fei)金屬(shu)材(cai)料中的聚(ju)合物(wu)。針(zhen)對(dui)於塑(su)料制(zhi)品的燃(ran)燒性可以用氧指數儀(yi)進行科學檢(jian)測。
二、測試原理(li)：
氧指數: 北京(jing)鑫(xin)生卓(zhuo)銳(rui)科技有(you)限(xian)公(gong)司(si)技術部劉工指出，在(zai)規(gui)定(ding)試驗條件(jian)下(xia)，通入(ru)23℃±2℃氧、氮(dan)的(de)混(hun)合氣(qi)體(ti)，維持(chi)燃(ran)燒所需的小(xiao)氧濃(nong)度(du)的(de)試驗方(fang)法(fa)。
1.將壹個試樣垂直固(gu)定在(zai)向上流(liu)動(dong)的(de)氧、氮(dan)混(hun)合氣(qi)體(ti)的透(tou)明燃(ran)燒筒(tong)裏(li)，點燃(ran)試樣頂(ding)端(duan)，並觀(guan)察(cha)試樣的(de)燃(ran)燒特(te)性，把(ba)試樣連(lian)續燃(ran)燒時間(jian)或(huo)試樣燃(ran)燒長度(du)與給定的(de)標準(zhun)相比(bi)較(jiao)，通過(guo)在(zai)不(bu)同氧濃(nong)度(du)下(xia)的壹系(xi)列試驗，估(gu)算(suan)氧濃(nong)度(du)的(de)小(xiao)值(zhi)。
2.為了與規(gui)定(ding)的(de)小(xiao)氧指數數值進行比(bi)較(jiao)，試驗三(san)個(ge)試樣，根(gen)據標準(zhun)判(pan)定(ding)至少(shao)兩個(ge)試樣熄(xi)滅(mie)。
三、點燃(ran)方法：
1.頂端點燃(ran)法:
對(dui)於自(zi)撐材(cai)料（如(ru)模(mo)塑(su)材料(liao)，泡(pao)沫(mo)材料(liao)，厚片(pian)材料，電器(qi)用模(mo)塑(su)和片(pian)材(cai)）采(cai)用頂(ding)端點燃(ran)方式(shi)，在(zai)距(ju)點燃(ran)端50MM處劃標線。測試時每隔5S移(yi)開壹次，移(yi)開的時間(jian)以(yi)恰(qia)好能(neng)判(pan)明(ming)試樣整個(ge)頂(ding)表面(mian)是否(fou)全部著火(huo)為限(xian)。在(zai)確(que)認(ren)試樣頂(ding)表面(mian)著火(huo)後(hou)，立即移(yi)開點火(huo)器(qi)，並開(kai)始(shi)記時並觀(guan)察(cha)燃(ran)燒長度(du)。火(huo)焰(yan)接(jie)觸(chu)頂(ding)面(mian)時間(jian)長不超(chao)過(guo)30S，如果30S內(nei)不(bu)能(neng)點燃(ran)，則增加氧濃(nong)度(du)，繼(ji)續點火(huo)，直(zhi)至30S內(nei)點燃(ran)為止。
2.擴(kuo)散(san)點燃(ran)法:
對(dui)於非(fei)自(zi)撐材(cai)料（如(ru)軟(ruan)片或(huo)薄(bo)膜(mo)）采(cai)用擴(kuo)散(san)點燃(ran)法（也(ye)適用自(zi)撐材(cai)料）。火(huo)焰(yan)施(shi)加於試樣的(de)頂(ding)表面(mian)，並同(tong)時施(shi)加於垂直表面(mian)。點燃(ran)時，每隔5S左右移(yi)開點火(huo)器(qi)觀察(cha)試樣，火(huo)焰(yan)作用時間(jian)長為30S，直至(zhi)垂直側(ce)表面(mian)穩定(ding)燃(ran)燒或可見燃(ran)燒部分(fen)的(de)前沿達(da)到上標(biao)記處，移(yi)去(qu)火(huo)焰(yan)。對(dui)於薄(bo)膜(mo)類產品(pin)在(zai)用框架夾(jia)具(ju)的(de)時候(hou)，由(you)於燃(ran)燒會(hui)出現(xian)收(shou)縮等(deng)現(xian)象(xiang)，有(you)標(biao)準(zhun)ISO/TC61/SC4建議(yi)用卷(juan)筒(tong)法(fa)測試，獲(huo)得(de)較(jiao)好穩定性(xing)和(he)重(zhong)現(xian)性(xing)。
四、測試方法(fa)：
無論(lun)是(shi)剛(gang)性(xing)還(hai)是(shi)軟性材(cai)料在(zai)特(te)定的夾(jia)具(ju)中都可(ke)進(jin)行試驗。夾(jia)具(ju)安裝(zhuang)在(zai)以(yi)層流(liu)方(fang)式(shi)向上流(liu)動(dong)的(de)氧、氮(dan)混(hun)合氣(qi)體(ti)的透(tou)明燃(ran)燒筒(tong)中。試樣狀態(tai)調(tiao)節後(hou)，通常(chang)進(jin)行(xing)室(shi)溫試驗。在(zai)頂(ding)面(mian)點燃(ran)時，火(huo)焰(yan)接(jie)觸(chu)面(mian)長時間(jian)30s,並每隔5s移(yi)開壹次，觀察(cha)樣(yang)品(pin)是(shi)否(fou)燃(ran)燒。這可確(que)保(bao)樣品溫度(du)不(bu)會(hui)過高(gao)，而(er)獲(huo)得(de)較(jiao)低的(de)OI值。在(zai)擴(kuo)散(san)式(shi)點燃(ran)時，火(huo)焰(yan)接(jie)觸(chu)樣(yang)品垂直側(ce)面(mian)向下(xia)約6mm。薄(bo)膜(mo)試驗中，將薄(bo)膜(mo)以(yi)45°纏(chan)繞在(zai)桿(gan)上，移(yi)出桿固(gu)定樣(yang)品(pin)末(mo)端(duan)並切(qie)除頂端(duan)20mm.
另外，影(ying)響氧指數試驗結果的(de)因素(su)很(hen)多(duo)，除了矽(gui)膠(jiao)管(guan)材(cai)料自(zi)身(shen)的(de)組(zu)成、結構及各(ge)種(zhong)添加劑如填(tian)料、增塑(su)劑、阻(zu)燃(ran)劑等(deng)的種(zhong)類和含(han)量對(dui)其(qi)氧指數有(you)極(ji)大(da)影(ying)響外，還(hai)受到試樣尺(chi)寸(cun)、氣(qi)流(liu)速(su)度(du)、氣(qi)體(ti)純(chun)度(du)、環(huan)境(jing)溫度(du)、燃(ran)燒筒(tong)筒(tong)體(ti)溫度(du)、燃(ran)氣種(zhong)類，點火(huo)方(fang)式(shi)等(deng)測試條件(jian)的(de)很(hen)大(da)影(ying)響。現(xian)就(jiu)試驗條件(jian)的(de)影(ying)響分(fen)述(shu)如下(xia)。
氧指數試驗的(de)影(ying)響因素(su)之壹燃(ran)燒筒(tong)中混(hun)合氣(qi)流(liu)的流(liu)速(su)的影(ying)響：燃(ran)燒筒(tong)中混(hun)合氣(qi)流(liu)的流(liu)速(su)在(zai)壹定範(fan)圍(wei)改(gai)變(bian)時對(dui)試驗結果沒(mei)有(you)明(ming)顯(xian)的影(ying)響，但當混(hun)合氣(qi)體(ti)中的氧濃(nong)度(du)低於空(kong)氣中的氧濃(nong)度(du)時，合(he)氣(qi)流(liu)速(su)大小(xiao)對(dui)氧指數測試結果還(hai)是(shi)有(you)壹些影(ying)響的。為了防止上述(shu)影(ying)響，有(you)些(xie)標(biao)準(zhun)規(gui)定(ding)，應在(zai)燃(ran)燒筒(tong)出口處加壹個限(xian)流蓋(gai)以防止外(wai)界空(kong)氣倒入。因此，我(wo)準(zhun)規(gui)定(ding)燃(ran)燒筒(tong)內(nei)混(hun)合氣(qi)體(ti)流速(su)為40±10mm/s，並且(qie)應加限(xian)流蓋(gai)。
氧指數試驗的(de)影(ying)響因素(su)之二(er)氧氣、氮(dan)氣(qi)純(chun)度(du)的(de)影(ying)響：由(you)於混(hun)合氣(qi)流(liu)中的氧濃(nong)度(du)是(shi)通過(guo)測量氧、氮(dan)兩(liang)種(zhong)氣體(ti)的流量(liang)並將其純(chun)度(du)當(dang)做(zuo)100％，而(er)實(shi)際實(shi)驗時用的(de)氣體(ti)都是(shi)工業(ye)用氣(qi)體，矽(gui)膠(jiao)條實(shi)驗有(you)壹定的(de)誤差(cha)。純(chun)度(du)越(yue)低，誤(wu)差(cha)越(yue)大，另外鋼(gang)瓶內(nei)壓(ya)力(li)下(xia)降對(dui)氧濃(nong)度(du)也(ye)有(you)影(ying)響。 此測試時使用高(gao)純度(du)的(de)氧氣和氮(dan)氣(qi)作(zuo)為氣源(yuan)，且使用壓(ya)力(li)不(bu)低於1MPa。