阻燃氧指数检测
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发布时间:2025-07-11 12:27:13 更新时间:2025-07-10 12:27:13
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作者:中科光析科学技术研究所检测中心
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阻燃氧指数(Oxygen Index, OI)检测是评估材料阻燃性能的核心试验方法之一。它是指在规定的试验条件下,材料在氧气和氮气混合气体中维持有焰燃烧所需的最低氧气浓度百分比。氧指数值越高,表明材料在燃烧环境中维持自身燃烧所需的氧气浓度越高,即其阻燃性能越优异,越不易燃烧。这一指标对于塑料、橡胶、纺织品、泡沫材料、电线电缆包覆层等众多高分子材料的防火安全评估至关重要,广泛应用于建筑、交通运输、电子电器、航空航天、家具制造等领域的产品研发、质量控制和安全认证。理解并准确测定材料的氧指数,对预防火灾、保障生命财产安全具有重大意义。
阻燃氧指数检测的核心项目就是测定材料的极限氧指数(Limiting Oxygen Index, LOI)。具体而言,该测试旨在确定:
1. 最低氧浓度(LOI值): 材料在规定的测试条件下,在氮氧混合气流中,能保持平稳燃烧(通常是有焰燃烧)至少3分钟或燃烧长度达到50mm(具体标准可能有差异)所需氧气的最小体积百分比浓度。
2. 燃烧行为观察: 在测试过程中,同时观察和记录材料的点燃难易程度、燃烧速度、熔滴情况、熄灭后的余辉等燃烧特性,这些信息对全面评价材料的阻燃性有重要参考价值。
进行阻燃氧指数检测的核心设备是氧指数测定仪。其主要组成部分包括:
1. 燃烧筒(测试筒): 一个垂直放置、耐热的透明玻璃管(通常内径≥75mm,高度≥450mm)。试样垂直安装在筒的中央,底部填充惰性支撑珠(如玻璃珠)以均匀气流。
2. 气体供应与控制系统: * 气源: 高纯度的氧气(≥99%)和氮气(≥99%)气瓶。 * 流量计与调节阀: 精确控制氧气和氮气的流量(通常精度需达到±0.2L/min)。 * 气体混合室: 确保氧气和氮气在进入燃烧筒前充分均匀混合。 * 总流量控制: 保证进入燃烧筒的混合气体总流速恒定(标准通常为4±1 cm/s)。
3. 试样夹持装置: 能将试样垂直固定在燃烧筒中心轴位置。
4. 点火器: 通常使用带有一小火焰(如甲烷火焰,火焰高度可调,通常10-20mm)的点火枪,用于点燃试样顶部。
5. 测量标尺: 用于测量试样的燃烧长度。
6. 计时器: 精确记录燃烧时间。
阻燃氧指数检测遵循严格的标准程序,核心方法是“升降法”,主要依据标准如ISO 4589-2和ASTM D2863。基本步骤如下:
1. 试样制备: 按标准规定尺寸(常见为长70-150mm,宽6.5±0.5mm,厚3.0±0.5mm)制备试样,并根据材料状态(模塑、片材、薄膜、泡沫等)选择相应类型。试样需状态调节至标准温湿度。
2. 初始氧浓度预估: 根据经验或材料性质预估一个初始氧浓度值。
3. 安装试样: 将试样垂直夹持在燃烧筒中心,试样顶端低于筒顶至少100mm。
4. 调节混合气体: 根据预估的氧浓度,设定氧气和氮气的流量比例,并确保总流速符合标准(如总流量约11 L/min左右以达到4 cm/s)。让混合气体在燃烧筒内稳定流动至少30秒,吹扫原有气体。
5. 点燃试样: 用点火器的火焰接触试样顶端,引燃试样顶部(点火时间通常不超过30秒)。移除点火器。
6. 观察燃烧行为: 记录试样是否燃烧超过规定时间(如3分钟)或燃烧长度超过规定距离(如50mm)。
7. 判断与调整氧浓度: * 若试样燃烧时间/长度达标,则判定在此氧浓度下“燃烧”。下次试验需降低氧浓度(通常降低0.2%-1.0%)。 * 若试样在达标前熄灭,则判定在此氧浓度下“不燃烧”。下次试验需提高氧浓度(通常提高0.2%-1.0%)。
8. 重复测试: 重复步骤3-7,根据上一次的结果调整氧浓度,继续进行测试。目标是在“燃烧”和“不燃烧”结果之间找到一个窄的氧浓度范围。
9. 计算LOI值: 当获得一系列“燃烧”和“不燃烧”结果(通常需要至少15个有效测试点,且“燃烧”和“不燃烧”结果各占一定比例),利用标准规定的公式(通常是统计分析或查表法)计算材料的极限氧指数(LOI),即最低持续燃烧氧浓度。
10. 结果报告: 报告LOI值(精确到0.1%)、材料厚度、燃烧行为描述(如熔滴、卷曲)以及所依据的标准。
阻燃氧指数检测有国际通用的权威标准,各国家或地区也可能有其国家标准,但核心方法大同小异。主要标准包括:
1. 国际标准: * ISO 4589-2: 《塑料 氧指数法测定燃烧行为 第2部分:室温测试》(Plastics — Determination of burning behaviour by oxygen index — Part 2: Ambient-temperature test)。这是目前国际上最广泛认可和采用的标准。
2. 美国标准: * ASTM D2863: 《测量支持蜡烛样燃烧的塑料最低氧气浓度的标准试验方法》(Standard Test Method for Measuring the Minimum Oxygen Concentration to Support Candle-Like Combustion of Plastics)。与ISO 4589-2在原理和操作上高度相似,是最常用的标准之一。
3. 中国国家标准: * GB/T 2406.2 / GB/T 5454: 中国标准GB/T 2406.2(塑料)和GB/T 5454(纺织品)在技术内容上等效或修改采用ISO 4589-2。GB/T 2406.2-2009《塑料 用氧指数法测定燃烧行为 第2部分:室温试验》是目前国内塑料测试的主要依据。
4. 其他区域/行业标准: * 某些特定行业或产品可能有更具体的氧指数测试要求,但其基础通常建立在上述核心标准之上。
关键要素的一致性: 这些标准的核心要求基本一致:测试环境温度(23±2°C)、试样尺寸(主要为I型、II型、III型、IV型)、气体流速(4±1 cm/s)、点火方式(顶部点燃)、判定准则(燃烧时间3分钟或燃烧长度50mm)、以及使用升降法确定LOI值。
进行阻燃氧指数检测时,必须严格遵循所选用标准的具体规定,以确保测试结果的准确性、可靠性和可比性。
证书编号:241520345370
证书编号:CNAS L22006
证书编号:ISO9001-2024001
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