實(shí)驗(yàn)二氧指數(shù)測(cè)定

1、實(shí)驗(yàn)二：氧指數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c原理實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私飧叻肿硬牧涎踔笖?shù)測(cè)定的基本原理與方法實(shí)驗(yàn)原理 氧指數(shù)Oxygen Index,是通入23C2C的氮氧混合氣體時(shí)，剛好維持材 料燃燒所需要的氧濃度。物質(zhì)燃燒時(shí)，需要消耗大量的氧氣,不同的可燃物，燃燒時(shí)需要消耗 的氧氣量不同，通過(guò)對(duì)物質(zhì)燃燒過(guò)程中消耗最低氧氣量的測(cè)定，計(jì)算出物質(zhì)的氧指數(shù)值，可以 評(píng)價(jià)物質(zhì)的燃燒性能。所謂氧指數(shù)(Oxygen index)，是指在規(guī)定的試驗(yàn)條件下，試樣在氧 氮混合氣流中，維持平穩(wěn)燃燒(即進(jìn)行有焰燃燒)所需的最低氧氣濃度，以氧所占的體積百 分?jǐn)?shù)的數(shù)值表示(即在該物質(zhì)引燃后，能保持燃燒50mm長(zhǎng)或燃燒時(shí)間3min時(shí)所需要的氧、

2、氮混合氣體中最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(shí)燃燒的難易 程度非常有效。一般認(rèn)為，OI27的屬易燃材料,27WOI32的屬可燃材料,01332的屬難燃 材料。HC-2型氧指數(shù)測(cè)定儀，就是用來(lái)測(cè)定物質(zhì)燃燒過(guò)程中所需氧的體積百分比。該儀器 適用于塑料、橡膠、纖維、泡沫塑料及各種固體的燃燒性能的測(cè)試，準(zhǔn)確性、重復(fù)性好，因 此普遍被世界各國(guó)所采用。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容測(cè)定幾種常見(jiàn)高分子材料PMMA, PS, PVC的氧指數(shù)。實(shí)驗(yàn)儀器HC-2型氧指數(shù)測(cè)定儀由燃燒筒、試樣夾、流量控制系統(tǒng)及點(diǎn)火器組成(見(jiàn)下圖)。1一點(diǎn)火器；2一玻璃燃燒筒；3一燃燒著的試樣；4一試樣夾；5一燃燒筒支架；6金屬網(wǎng)；

3、7測(cè)溫裝置;8一裝有玻璃珠的支座；9一基座架；10氣體預(yù)混合結(jié)點(diǎn)；11截止閥；12 一接頭；13壓力表；14一精 密壓力控制器；15過(guò)濾器；16針閥；17一氣體流量計(jì)。圖1氧指數(shù)測(cè)定儀示意圖燃燒筒為一耐熱玻璃管，高450mm,內(nèi)徑7580mm,筒的下端插在基座上，基座內(nèi)填充直徑 為35mm的玻璃珠，填充高度100mm，玻璃珠上放置一金屬網(wǎng)，用于遮擋燃燒滴落物。試 樣夾為金屬?gòu)椈善?，?duì)于薄膜材料，應(yīng)使用140 mmX38mm的U型試樣夾。流量控制系統(tǒng)由 壓力表、穩(wěn)壓閥、調(diào)節(jié)閥、轉(zhuǎn)子流量計(jì)及管路組成。流量計(jì)最小刻度為0.1l/min。點(diǎn)火器 是一內(nèi)徑為13mm的噴嘴，火焰長(zhǎng)度可調(diào)，試驗(yàn)時(shí)火焰長(zhǎng)度為

4、10mm。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（1）.檢查氣路，確定各部分連接無(wú)誤，無(wú)漏氣現(xiàn)象。（2）.確定實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)的氧濃度：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或試樣在空氣中點(diǎn)燃的情況，估計(jì)開(kāi)始實(shí)驗(yàn)時(shí)的 氧濃度。如試樣在空氣中迅速燃燒，則開(kāi)始實(shí)驗(yàn)時(shí)的氧濃度為18%左右；如在空氣中緩慢燃 燒或時(shí)斷時(shí)續(xù)，則為21%左右；在空氣中離開(kāi)點(diǎn)火源即馬上熄滅，則至少為25%。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)， 確定該地板革氧指數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)初始氧濃度為26%。氧濃度確定后，在混合氣體的總流量為 10l/min的條件下，便可確定氧氣、氮?dú)獾牧髁?。例如，若氧濃度?6%，則氧氣、氮?dú)獾?流量分別為2.5l/min和7.5l/min。（3）.安裝試樣：將試樣夾在夾具上，垂直地安裝在燃燒筒的中

5、心位置上（注意要?jiǎng)?0mm 標(biāo)線），保證試樣頂端低于燃燒筒頂端至少100mm，罩上燃燒筒（注意燃燒筒要輕拿輕放）。（4）.通氣并調(diào)節(jié)流量：開(kāi)啟氧、氮?dú)怃撈块y門，調(diào)節(jié)減壓閥壓力為0.20.3MPa（由教員 完成），然后開(kāi)啟氮?dú)夂脱鯕夤艿篱y門（在儀器后面標(biāo)注有紅線的管路為氧氣，另一路則為氮 氣，應(yīng)注意：先開(kāi)氮?dú)猓箝_(kāi)氧氣，且閥門不宜開(kāi)得過(guò)大），然后調(diào)節(jié)穩(wěn)壓閥，儀器壓力表指 示壓力為0.10.01MPa，并保持該壓力（禁止使用過(guò)高氣壓）。調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)閥，通過(guò)轉(zhuǎn)子 流量計(jì)讀取數(shù)據(jù)（應(yīng)讀取浮子上沿所對(duì)應(yīng)的刻度），得到穩(wěn)定流速的氧、氮?dú)饬鳌z查儀器 壓力表指針是否在0.1Mpa，否則應(yīng)調(diào)節(jié)到規(guī)定壓力，O2

6、+N2壓力表不大于0.03Mpa或不顯示 壓力為正常，若不正常，應(yīng)檢查燃燒柱內(nèi)是否有結(jié)炭、氣路堵塞現(xiàn)象；若有此現(xiàn)象應(yīng)及時(shí)排 除使其恢復(fù)到符合要求為止。應(yīng)注意：在調(diào)節(jié)氧氣、氮?dú)鉂舛群?，必須用調(diào)節(jié)好流量的氧氮 混合氣流沖洗燃燒筒至少30s （排出燃燒筒內(nèi)的空氣）。（5）.點(diǎn)燃試樣：用點(diǎn)火器從試樣的頂部中間點(diǎn)燃（點(diǎn)火器火焰長(zhǎng)度為1-2cm），勿使火焰 碰到試樣的棱邊和側(cè)表面。在確認(rèn)試樣頂端全部著火后，立即移去點(diǎn)火器，開(kāi)始計(jì)時(shí)或觀察 試樣燒掉的長(zhǎng)度。點(diǎn)燃試樣時(shí)，火焰作用的時(shí)間最長(zhǎng)為30s,若在30s內(nèi)不能點(diǎn)燃，則應(yīng)增 大氧濃度，繼續(xù)點(diǎn)燃，直至30s內(nèi)點(diǎn)燃為止。（6）.確定臨界氧濃度的大致范圍：點(diǎn)燃試樣

7、后，立即開(kāi)始記時(shí)，觀察試樣的燃燒長(zhǎng)度及燃 燒行為。若燃燒終止，但在1s內(nèi)又自發(fā)再燃，則繼續(xù)觀察和記時(shí)。如果試樣的燃燒時(shí)間超 過(guò)3min，或燃燒長(zhǎng)度超過(guò)50mm（滿足其中之一），說(shuō)明氧的濃度太高，必須降低，此時(shí)記錄 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記“ X”，如試樣燃燒在3min和50mm之前熄滅，說(shuō)明氧的濃度太低，需提高氧濃 度，此時(shí)記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記“0 ”。如此在氧的體積百分濃度的整數(shù)位上尋找這樣相鄰的四個(gè) 點(diǎn)，要求這四個(gè)點(diǎn)處的燃燒現(xiàn)象為“0 0 XX”。例如若氧濃度為26%時(shí)，燒過(guò)50mm的刻度 線，則氧過(guò)量，記為“X”，下一步調(diào)低氧濃度，在25%做第二次，判斷是否為氧過(guò)量，直 到找到相鄰的四個(gè)點(diǎn)為氧不足、氧不足、

8、氧過(guò)量、氧過(guò)量，此范圍即為所確定的臨界氧濃度 的大致范圍。（7）.在上述測(cè)試范圍內(nèi)，縮小步長(zhǎng)，從低到高，氧濃度每升高0.4%重復(fù)一次以上測(cè)試， 觀察現(xiàn)象，并記錄。（8）.根據(jù)上述測(cè)試結(jié)果確定氧指數(shù)OI。5.實(shí)驗(yàn)結(jié)果及處理說(shuō)明：第二、三行記錄的分別是氧氣和氮?dú)獾捏w積百分比濃度（需將流量計(jì)讀出的流量計(jì)算 為體積百分比濃度后再填入）。第四、五行記錄的燃燒長(zhǎng)度和時(shí)間分別為：若氧過(guò)量（即燒 過(guò)50mm的標(biāo)線），則記錄燒到50mm所用的時(shí)間；若氧不足，則記錄實(shí)際熄滅的時(shí)間和實(shí)際 燒掉的長(zhǎng)度。第六行的結(jié)果即判斷氧是否過(guò)量，氧過(guò)量記“ X”，氧不足記“0 ”。（2）.數(shù)據(jù)處理根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算試樣的氧指數(shù)值OI，即取氧不足的最大氧濃度值和氧過(guò)量的最小氧濃度值兩組數(shù)據(jù)計(jì)算平均值。實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)試樣制作要精細(xì)、準(zhǔn)確，表面平整、光滑。氧、氮?dú)饬髁空{(diào)節(jié)要得當(dāng)，壓力表指示處于正常位置，禁止使用過(guò)高氣壓，以防損壞設(shè)備。流量計(jì)、玻璃筒