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国内常用阻燃性能实验方法

 国内常用阻燃性能实验方法

1.炽热棒法(GB2407-80)

炽热棒法适用于评定在试验试室条件下硬质塑料的燃烧性能。

(1)实验装置

炽热棒试验仪包括底座,支架,炽热棒,立柱,试验夹,平衡重锤,定位棒等部分。炽热棒由碳化硅制成,其炽热部分直径8mm,长100mm,水平固定在绝缘版上,以便于炽热棒离开或接触试件。炽热棒用电加热,稳定温度为950℃。炽热棒支架上的平衡重锤用于调节炽热棒与试样端面的接触压力(0.3.N)。

(2)试验方法

A.试件制备

每组试验需五个试件,每个试件表面要求光滑无缺欠,长125mm,宽10mm,厚4mm

B.试验步骤

在试样宽面距点火端25mm100mm处,各划一条标线。将试样水平固定在试件夹中。将炽热棒加热到950℃,在转动支架使炽热棒与试件接触,并开始计时。3分钟后将炽热棒与试件转离。从开始计时起详细观察试件有无可见火焰,如试件有燃烧,则记录火焰前沿从第一标线到第二标线所需的时间。并计算其燃烧速度。

V=75/t(mm/min)

若火焰前沿未达到第二标线之前就熄灭,则记录燃烧长度。

S=100-L(mm)

式中:L——从第二标线到未燃部分的最短距离

C.结果评定

每个试样结果按下列规定归类

a.GB2407-80/Ⅰ:没有可见火焰

b.GB2407-80/Ⅱ:火焰的前沿到达第二标线之前熄灭,应报告试样燃烧长度(如燃烧长度为50mm.则报告为GB2407-80/Ⅱ-50mm)。

c.GB407-80/Ⅲ:火焰前沿到达或超过第二标线,应该报告燃烧速度(如燃烧速度为20mm/min,则报告为GB2407-80/Ⅲ-20mm/min)

试验结果以五个试样中数字最大的类别作为该材料的评定结果,并报告最大的燃烧长度或燃烧速度。

2.水平燃烧试验方法(GB2408-80)

水平试验法是在实验室条件下测试试样水平自支撑下的燃烧性能。

(1)试验装置

试验在燃烧箱内进行,箱体左内侧装有一支内径为9.5mm的本生灯。其内右侧有固定试件的试件夹。本生灯向上倾斜45度,并装有进退装置。试验用燃气为天然气、石油气或煤气,并备有秒表及卡尺。

(2)试验方法

A.试件制备

每种材料需5个试件,每个试件要求平整光滑,无气泡,长125±5mm,宽13.0±0.3mm,厚3.0±0.2mm,对厚度为2-13mm的试样也可进行试验,但其结果只能在同样厚度之间比较。

B.试验步骤

首先在试样的宽面上距点火源25mm100mm处各划一条标线,再将试件以长轴水平放置,其横截面轴线与水平成45度角固定在试件夹上。在其下方300mm处放置一个水盘。点燃本生灯,调节火焰长度为25mm并成蓝色火焰,将火焰内核的尖端施用与试样下沿约6mm长度。并开始计时,施加火焰时间为30秒。在此期间内不得移动本生灯,但在试验中,若不到30秒时间试件已燃烧到第一标线,应立即停止施加火焰。停止火焰后应作如下观察记录。

a.2S内有无可见火焰;

b.如果试样继续燃烧,则记录火焰前沿从第一标线到第二标线所用时间t,求其燃烧速度V:V=75/t(mm/min)

c.如果火焰到达第二标先前熄灭,记录燃烧长度S:S=(100-L)mm

式中:L——从第二标线到未燃部分的最短距离,精确到1mm

观察其他现象,如熔融,卷曲,结碳,滴落及滴落物是否燃烧等

C.结果的评定

每个试验按下列归类

a.GB2408-80/Ⅰ:试样在火源撤离后2s内熄灭

b.GB2408-80/Ⅱ:火焰前沿在到达第二标先前熄灭,此时应报告试样燃烧长度S(如燃烧长度为50mm,报告为GB2408-80/Ⅱ-50mm

c.GB2408-80/Ⅲ:火焰前沿到达或超过第二标线,此时应报告燃烧速度V(如燃烧速度为20mm/min报告为GB2408-80/Ⅲ-20mm/min).

试验结果以5个试件中数字最大的类别作为材料的评定结果,并报告最大燃烧长度或燃烧速度。

3.氧指数试验法(GB2406-80)

氧指数是指在规定的条件下试样在氧,氮混合气流中,维持平稳燃烧所需的最低氧浓度,以氧所占的体积百分数来表示。该方法比较简单,数字重现性较好,具有以数字表现材料燃烧性能的特点,所以国外普遍采用,(例如美国的氧指数试验标准为ANST/ASTMD2863-1977)。该方法不但适用于具有自支撑型材料,而且对薄膜,泡沫塑料等也适用。

(1)试验装置

氧指数仪包括燃烧筒,试样夹,流量控制系统及点火器。燃烧筒为一套插在底座上,内径75-80mm,高450mm的耐热玻璃管,基座内填有直径3-5mm的玻璃珠,填充高度100mm,上放一金属网,用于遮挡燃烧滴落物。试样夹为金属弹簧片,用于夹住自撑型试件。对于薄膜材料,应配以140mm×38mm的U型试验夹。

流量控制系统由压力表,稳压阀,调节阀转子流量计及管路组成。流量计最小刻度为0.1L/min,用于计量氧和氮的量,经计量后的混合气由管道输入燃烧筒。

点火器为一内径1-3mm的喷嘴,并且有调节火焰之功能,试验火焰长度为3-25mm.其它还有秒表和游标卡尺。

(2)试验方法

A.试件制备

每组样品应5-10个试件,每个试件长70-150mm,宽6.5±0.5mm,厚,3.0±0.5mm,并要求试件表面平整光滑,无气泡.

B.试验步骤

试验进行前应将试件在距点火源50mm处划一条刻度线,再垂直装在试件夹上,其上端到燃烧筒的距离大于10mm,估计初始氧浓度并进行调节,应保持任何时候燃烧桶内的气流流速为40±10mm/s。让调节好的气流流动30s,以便清洗燃烧筒。然后用点火器点燃试件顶部,确认试件顶部全部点燃时,移去点火器并开始计时。此时不得任意改变流量和氧浓度。

试验过程中,若试样燃烧时间超过3min,或火焰前沿超过标线,应降低氧浓度再进行试验。,反之则应增加氧浓度。当调节到氧浓度值的增加或减少之差小于0.05%时,应以降低的氧浓度值计算材料的氧指数。在该范围内进行三次试验。

C.结果计算

氧指数(OI)的计算公式:OI=[O2]/[O2]+[N2]×100%

式中[O2]——氧气流量L/min:[N2]——氮气流量L/min..

三次试验结果的平均值即为该材料的氧指数。

各种有机聚合物的氧指数都以测过。一般OI≥27的物质为阻燃性物质。

D.讨论

影响氧指数的因素

a.流速

在30和120mm/s,OI几乎与气流无关,,流速必须足够快,以便从最近处的气氛中清除烧过的气体,但又不能太快,以免在火的前沿增加混合速度。

b.试样的厚薄

材料随试样变薄而变得更易燃烧,氧指数值下降。

c.压强

有些聚合物其OI表现对减压敏感,这可能由于通过不断除去产物而使聚合物的降解加速。

d.惰气

当用Ar、Ne、CO2气体时,维持燃烧所需的氧分数(OF)表示:OF=[O2]/[惰气]

OF值随气体的热容而线性的增加。当用Hr时,OI值比预料的大50%,这是由于Hr气的高导热率把热从火焰中带走的缘故。

e.温度

温度对OI有很大的影响,在室温下温度对OI的影响不大。在高温下各种聚合物OI对温度的关系各不相同。

f.数值与点火位置的关系

底部点火与顶部点火可以得到不同的氧指数值,底部点火较顶部点火更接近实际燃烧情况,其氧指数值低得多。

g.增塑剂和填料

OI的试验值总是趋近最易挥发组分的OI,即增塑剂的OI.7Z4XUvmW1U

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分类:阻燃面料标准| 发布:clsrich| 查看: | 发表时间:2014-01-09
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