國內(nèi)常用阻燃性能方法

國內(nèi)常用阻燃性能實(shí)驗(yàn)方法國內(nèi)常用阻燃性能實(shí)驗(yàn)方法1．熾熱棒法 （GB2407-80）熾熱棒法適用于評(píng)定在試驗(yàn)試室條件下硬質(zhì)塑料的燃燒性能。（1）實(shí)驗(yàn)裝置熾熱棒試驗(yàn)儀包括底座，支架，熾熱棒，立柱，試驗(yàn)夾，平衡重錘，定位棒等部分。熾熱棒由碳化硅制成，其熾熱部分直徑8mm,長100mm,水平固定在絕緣版上，以便于熾熱棒離開或接觸試件。熾熱棒用電加熱，穩(wěn)定溫度為950℃。熾熱棒支架上的平衡重錘用于調(diào)節(jié)熾熱棒與試樣端面的接觸壓力（0.3.N）.（2）試驗(yàn)方法A.試件制備每組試驗(yàn)需五個(gè)試件，每個(gè)試件表面要求光滑無缺欠，長125mm，寬10mm,厚4mm。B.試驗(yàn)步驟在試樣寬面距點(diǎn)火端25mm和100mm處，各劃一條標(biāo)線。將試樣水平固定在試件夾中。將熾熱棒加熱到950℃,在轉(zhuǎn)動(dòng)支架使熾熱棒與試件接觸,并開始計(jì)時(shí)。3分鐘后將熾熱棒與試件轉(zhuǎn)離。從開始計(jì)時(shí)起詳細(xì)觀察試件有無可見火焰,如試件有燃燒,則記錄火焰前沿從第一標(biāo)線到第二標(biāo)線所需的時(shí)間。并計(jì)算其燃燒速度。V=75/t（mm/min）若火焰前沿未達(dá)到第二標(biāo)線之前就熄滅,則記錄燃燒長度。S=100-L（mm）式中：L 從第二標(biāo)線到未燃部分的最短距離C結(jié)果評(píng)定每個(gè)試樣結(jié)果按下列規(guī)定歸類GB2407-80/I：沒有可見火焰GB2407-80/II：火焰的前沿到達(dá)第二標(biāo)線之前熄滅，應(yīng)報(bào)告試樣燃燒長度（如燃燒長度為50mm.則報(bào)告為GB2407-80/n-50mm）oGB407-80/m：火焰前沿到達(dá)或超過第二標(biāo)線，應(yīng)該報(bào)告燃燒速度（如燃燒速度為20mm/min,則報(bào)告為GB2407-80/m-20mm/min）試驗(yàn)結(jié)果以五個(gè)試樣中數(shù)字最大的類別作為該材料的評(píng)定結(jié)果,并報(bào)告最大的燃燒長度或燃燒速度。2.水平燃燒試驗(yàn)方法（GB2408-80）水平試驗(yàn)法是在實(shí)驗(yàn)室條件下測(cè)試試樣水平自支撐下的燃燒性能。（1）試驗(yàn)裝置試驗(yàn)在燃燒箱內(nèi)進(jìn)行，箱體左內(nèi)側(cè)裝有一支內(nèi)徑為9.5mm的本生燈。其內(nèi)右側(cè)有固定試件的試件夾。本生燈向上傾斜45度,并裝有進(jìn)退裝置。試驗(yàn)用燃?xì)鉃樘烊粴?、石油氣或煤?并備有秒表及卡尺。（2）試驗(yàn)方法A.試件制備每種材料需5個(gè)試件，每個(gè)試件要求平整光滑，無氣泡，長125±5mm,寬13.0±0.3mm,厚3.0±0.2mm,對(duì)厚度為2-13mm的試樣也可進(jìn)行試驗(yàn)，但其結(jié)果只能在同樣厚度之間比較。B.試驗(yàn)步驟首先在試樣的寬面上距點(diǎn)火源25mm和100mm處各劃一條標(biāo)線，再將試件以長軸水平放置，其橫截面軸線與水平成45度角固定在試件夾上。在其下方300mm處放置一個(gè)水盤。點(diǎn)燃本生燈，調(diào)節(jié)火焰長度為25mm并成藍(lán)色火焰，將火焰內(nèi)核的尖端施用與試樣下沿約6mm長度。并開始計(jì)時(shí)，施加火焰時(shí)間為30秒。在此期間內(nèi)不得移動(dòng)本生燈，但在試驗(yàn)中，若不到30秒時(shí)間試件已燃燒到第一標(biāo)線，應(yīng)立即停止施加火焰。停止火焰后應(yīng)作如下觀察記錄。a.2S內(nèi)有無可見火焰；b.如果試樣繼續(xù)燃燒，則記錄火焰前沿從第一標(biāo)線到第二標(biāo)線所用時(shí)間t,求其燃燒速度V：V=75/t(mm/min)c.如果火焰到達(dá)第二標(biāo)先前熄滅，記錄燃燒長度S:S=(100-L)mm式中：L 從第二標(biāo)線到未燃部分的最短距離，精確到1mm。觀察其他現(xiàn)象，如熔融，卷曲，結(jié)碳，滴落及滴落物是否燃燒等。C.結(jié)果的評(píng)定每個(gè)試驗(yàn)按下列歸類GB2408-80/I:試樣在火源撤離后2s內(nèi)熄滅GB2408-80/II:火焰前沿在到達(dá)第二標(biāo)先前熄滅，此時(shí)應(yīng)報(bào)告試樣燃燒長度S(如燃燒長度為50mm,報(bào)告為GB2408-80/II-50mm)GB2408-80/m:火焰前沿到達(dá)或超過第二標(biāo)線，此時(shí)應(yīng)報(bào)告燃燒速度V(如燃燒速度為20mm/min報(bào)告為GB2408-80/m-20mm/min).試驗(yàn)結(jié)果以5個(gè)試件中數(shù)字最大的類別作為材料的評(píng)定結(jié)果,并報(bào)告最大燃燒長度或燃燒速度。3.垂直燃燒法(GB2409-84)垂直燃燒法是在規(guī)定條件下,對(duì)垂直放置具有一定規(guī)格的試樣施加火焰作用后的燃燒進(jìn)行分類的一種方法。試驗(yàn)裝置試驗(yàn)是在內(nèi)部尺寸為329mmx329mmx780mm的燃燒箱內(nèi)進(jìn)行。燃燒箱頂部開有直徑150mm的排氣孔，為防止外界氣流對(duì)試驗(yàn)的影響，在距箱頂25mm處加一塊頂板，燃燒箱右側(cè)裝有試件夾支座,并達(dá)到試件固定后能處于燃燒箱中心位置。箱體左側(cè)裝有向上傾斜45度的本生燈一個(gè)。固定在控制箱的水平滑道上。箱體下部放置一個(gè)放脫脂棉的支架。其他備用的還有秒表及卡尺。試驗(yàn)方法A.試件每組試樣需5個(gè)試件，要求平整光滑無氣泡。長130±3mm,寬13.0±0.3mm.厚3.0±0.2mm。制好的試件應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)氣候條件下調(diào)節(jié)48小時(shí)。B.試驗(yàn)步驟試件垂直固定在實(shí)件夾上，試件上端夾住部分為6mm.放好脫脂棉。在距試件150mm處點(diǎn)燃本生燈，調(diào)節(jié)火焰高度為20±2mm,并呈藍(lán)色火焰。將本生燈中心置于試件下端10mm位置，火焰對(duì)準(zhǔn)試件下端中心部分。開始計(jì)時(shí)。當(dāng)對(duì)試件施加火焰10s后移開火源，記錄試件有焰燃燒時(shí)間，試件有焰燃燒熄滅后，按上述方法再施加火焰10s,分別記錄移開火焰后試件有焰燃燒和無焰燃燒時(shí)間。C.結(jié)果評(píng)價(jià)將試件的燃燒性能按下面規(guī)定為FV-0,FV-1,FV-2,三級(jí)。級(jí)別測(cè)試項(xiàng)目FV—0FV—1FV—2每個(gè)試樣每次施加火焰離火后有焰燃燒時(shí)間，S,不大于103030每組5個(gè)試件施加10s火焰離火后有焰燃燒時(shí)間總和，S,不大于50250250每個(gè)試樣第二次施加火焰后有焰燃燒時(shí)間，S,不大于306060有焰或無焰燃燒蔓延到夾具的現(xiàn)象無無無滴落物業(yè)引燃脫脂棉現(xiàn)象無無有如果一組5個(gè)試樣中有一個(gè)不符合表中要求應(yīng)再取一組試樣進(jìn)行試驗(yàn)，第二組5個(gè)試樣應(yīng)全部符合要求。如果第二組仍有一個(gè)試樣不符合表中相應(yīng)要求，則以兩組中數(shù)值最大的級(jí)別作為該材料的級(jí)別。如果試驗(yàn)結(jié)果超出FV—2項(xiàng)應(yīng)要求，則該材料不能采用垂直燃燒法評(píng)定4．點(diǎn)著溫度的測(cè)定試驗(yàn)方法點(diǎn)溫度是指在規(guī)定條件下，從材料分解出的可燃?xì)怏w，經(jīng)外界火焰點(diǎn)燃并燃燒一定時(shí)間的最低溫度，測(cè)定結(jié)果只作為材料之間的相對(duì)比較。（1）試驗(yàn)設(shè)備點(diǎn)著溫度試驗(yàn)設(shè)備主要有錠爐和不銹鋼容器。錠爐由鋁或銅制成，直徑100mm,高100mm,并設(shè)有溫度計(jì)，控溫元件，和容器的插孔。錠爐設(shè)有加熱和恒溫控制系統(tǒng)，能使錠爐在150—500度之間任何溫度上恒定。不銹鋼容器用來裝試樣，內(nèi)徑9mm,高48mm,壁厚1mm,容器蓋上設(shè)有長10mm,內(nèi)徑1.5mm的噴嘴。其他為點(diǎn)火器，溫度計(jì)，秒表，天平，及粉碎機(jī)。（2）試驗(yàn)方法A.試樣制備試樣經(jīng)過粉碎，過篩，粒度應(yīng)為0.5—1.0mm.有些塑料樣品粉碎時(shí)，可與固體干冰混合，便于粉碎。B.試驗(yàn)步驟先將錠爐預(yù)熱到設(shè)定的溫度并恒定，然后將裝有1g試樣的不銹鋼容器放入錠爐的孔中，在迅速蓋上蓋子的同時(shí)啟動(dòng)秒表，（蓋子預(yù)先在錠爐頂上加熱），在5min內(nèi)將點(diǎn)火器火焰在蓋子的噴嘴上2mm處晃動(dòng)，如在開始5min內(nèi)噴嘴上沒有（或有）連續(xù)5s的火焰，則每次將錠爐溫度升高（或降低）10度。再用新的試樣重新試驗(yàn)，這樣反復(fù)多次，直至測(cè)的噴嘴上出現(xiàn)連續(xù)5s以上火焰時(shí)的最低溫度為止,并將此溫度紀(jì)錄。在每個(gè)預(yù)定的溫度條件下作三個(gè)試驗(yàn)，若其中有兩個(gè)試樣沒有5s以上的連續(xù)火焰，則將爐溫升高10度再作三個(gè)試樣，若出現(xiàn)兩個(gè)5s以上的最低溫度，將其修到10的倍數(shù)左右，即為材料的點(diǎn)火溫度。對(duì)于熱塑性材料在測(cè)定中伴有發(fā)泡溢出現(xiàn)象，可以將試樣減少到0.5g,若仍有溢出，則樣品不適用本試驗(yàn)方法。5．氧指數(shù)試驗(yàn)法（GB2406-80）氧指數(shù)是指在規(guī)定的條件下試樣在氧，氮混合氣流中，維持平穩(wěn)燃燒所需的最低氧濃度，以氧所占的體積百分?jǐn)?shù)來表示。該方法比較簡單，數(shù)字重現(xiàn)性較好，具有以數(shù)字表現(xiàn)材料燃燒性能的特點(diǎn)，所以國外普遍采用，（例如美國的氧指數(shù)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)為ANST/ASTMD2863-1977）。該方法不但適用于具有自支撐型材料，而且對(duì)薄膜，泡沫塑料等也適用。（1）試驗(yàn)裝置氧指數(shù)儀包括燃燒筒，試樣夾，流量控制系統(tǒng)及點(diǎn)火器。燃燒筒為一套插在底座上，內(nèi)徑75-80mm,高450mm的耐熱玻璃管，基座內(nèi)填有直徑3-5mm的玻璃珠，填充高度100mm，上放一金屬網(wǎng)，用于遮擋燃燒滴落物。試樣夾為金屬彈簧片，用于夾住自撐型試件。對(duì)于薄膜材料，應(yīng)配以140mmx38mm的U型試驗(yàn)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,用于計(jì)量氧和氮的量，經(jīng)計(jì)量后的混合氣由管道輸入燃燒筒。點(diǎn)火器為一內(nèi)徑1-3mm的噴嘴，并且有調(diào)節(jié)火焰之功能，試驗(yàn)火焰長度為3-25mm.其它還有秒表和游標(biāo)卡尺。（2）試驗(yàn)方法A.試件制備每組樣品應(yīng)5-10個(gè)試件，每個(gè)試件長70-150mm,寬6.5±0.5mm厚，3.0±0.5mm,并要求試件表面平整光滑，無氣泡B.試驗(yàn)步驟試驗(yàn)進(jìn)行前應(yīng)將試件在距點(diǎn)火源50mm處劃一條刻度線，再垂直裝在試件夾上，其上端到燃燒筒的距離大于10mm,估計(jì)初始氧濃度并進(jìn)行調(diào)節(jié)，應(yīng)保持任何時(shí)候燃燒桶內(nèi)的氣流流速為40±10mm/s。讓調(diào)節(jié)好的氣流流動(dòng)30s,以便清洗燃燒筒。然后用點(diǎn)火器點(diǎn)燃試件頂部，確認(rèn)試件頂部全部點(diǎn)燃時(shí)，移去點(diǎn)火器并開始計(jì)時(shí)。此時(shí)不得任意改變流量和氧濃度。試驗(yàn)過程中，若試樣燃燒時(shí)間超過3min,或火焰前沿超過標(biāo)線，應(yīng)降低氧濃度再進(jìn)行試驗(yàn)。，反之則應(yīng)增加氧濃度。當(dāng)調(diào)節(jié)到氧濃度值的增加或減少之差小于0.。5%時(shí),應(yīng)以降低的氧濃度值計(jì)算材料的氧指數(shù)。在該范圍內(nèi)進(jìn)行三次試驗(yàn)。,C結(jié)果計(jì)算氧指數(shù)（01）的計(jì)算公式：0I=[02]/[O2]+[N2]x100%式中[O2]——氧氣流量L/min：[N2]——氮?dú)饬髁縇/min..三次試驗(yàn)結(jié)果的平均值即為該材料的氧指數(shù)。各種有機(jī)聚合物的氧指數(shù)都以測(cè)過。一般OI27的物質(zhì)為阻燃性物質(zhì)。（見附表）D．討論影響氧指數(shù)的因素a．流速在30和120mm/s,0I幾乎與氣流無關(guān)，，流速必須足夠快，以便從最近處的氣氛中清除燒過的氣體,但又不能太快,以免在火的前沿增加混合速度。b.試樣的厚薄材料隨試樣變薄而變得更易燃燒,氧指數(shù)值下降。c．壓強(qiáng)有些聚合物其OI表現(xiàn)對(duì)減壓敏感，這可能由于通過不斷除去產(chǎn)物而使聚合物的降解加速。d.惰氣當(dāng)用Ar、Ne、CO2氣體時(shí)，維持燃燒所需的氧分?jǐn)?shù)（OF）表示：OF=[O2]/[惰氣]OF值隨氣體的熱容而線性的增加。當(dāng)用Hr時(shí)，OI值比預(yù)料的大50%，這是由于Hr氣的高導(dǎo)熱率把熱從火焰中帶走的緣故。e．溫度溫度對(duì)OI有很大的影響，在室溫下溫度對(duì)OI的影響不大。在高溫下各種聚合物OI對(duì)溫度的關(guān)系各不相同。f．?dāng)?shù)值與點(diǎn)火位置的關(guān)系底部點(diǎn)火與頂部點(diǎn)火可以得到不同的氧指數(shù)值，底部點(diǎn)火較頂部點(diǎn)火更接近實(shí)際燃燒情況，其氧指數(shù)值低得多。g.增塑劑和填料OI的試驗(yàn)值總是趨近最易揮發(fā)組分的OI,即增塑劑的OI.6.煙密度試驗(yàn)方法（GB832387）該試驗(yàn)方法是在規(guī)定試驗(yàn)條件下測(cè)定材料受輻射或燃燒時(shí)所產(chǎn)生的比光密度。比光密度是以規(guī)定的試驗(yàn)箱容積，光程長度，和試驗(yàn)面積所測(cè)定的透光率計(jì)算出的比光密度值。最大光密度值用來表示材料的光密度。（1）試驗(yàn)設(shè)備A.試驗(yàn)箱試驗(yàn)箱內(nèi)腔尺寸：高914±3mm,寬914±3mm,深610±3mm,應(yīng)使試驗(yàn)箱與外部的接口密封。還要設(shè)有泄壓裝置，以保證試驗(yàn)時(shí)試驗(yàn)箱內(nèi)的壓力不超過800±200Pa。B、電測(cè)量系統(tǒng)光源為6V白熾鎢燈，并由穩(wěn)壓電源。白熾鎢燈發(fā)出的光通過透鏡產(chǎn)生直徑為38±3mm、長914±3mm的平行光束垂直穿過試驗(yàn)箱的兩個(gè)光窗，照射到光電器件上。在光源密封盒中，靠近下光窗裝有一個(gè)加熱器，以使下光窗在燃燒箱內(nèi)的表面溫度不低于25℃。光電器件采用波長相應(yīng)范圍為400700nm的光電倍增管或經(jīng)濾光片校正的光電池，輸出信號(hào)用記錄儀紀(jì)錄。光電測(cè)量系統(tǒng)能測(cè)量到0.0001%的透光率，測(cè)量精度應(yīng)小于各標(biāo)度范圍最大讀數(shù)的±3%。C.輻射爐輻射爐的加熱爐絲應(yīng)牢固地盤繞在76mm的爐盤上，功率為600瓦。爐口朝向試驗(yàn)箱右壁，距右壁305mm,距試樣表面38±0.8mm,并與試樣表面平行且同心。爐的中心線在試驗(yàn)箱前后壁的中心線上，距箱底195mm,電路系統(tǒng)能使輻射爐在試樣中心直徑38mm范圍內(nèi)形成輻射強(qiáng)度為2.5±0.5W/cm2的恒定輻射。燃燒系統(tǒng)燃燒氣和空氣分別經(jīng)過穩(wěn)壓閥、過濾器、調(diào)節(jié)閥及流量計(jì)進(jìn)行混合。然后進(jìn)入燃燒器燃燒。燃燒器由不銹鋼制成的六根燃燒管和主管組成。燃燒管內(nèi)徑1.6mm、外6.4mm,端口處內(nèi)徑.4mm。主管內(nèi)徑4.6mm、外徑6.4mm,主管與燃燒管之間采用銀焊接，。燃燒器的六根管中：第一和第六根管口呈水平方向,第二和第五根管口垂直向下。中間兩根管口呈45度角向下。燃燒器安裝在試驗(yàn)箱的接口上。兩個(gè)水平燃燒管的中心線距試樣盒開口的下邊緣6.4±0.8mm。燃料氣為95%以上的丙烷氣，流量為50cm/min,空氣輸入量為500cm3min。試樣盒試樣盒由0.5mm不銹鋼支撐。其頂部設(shè)有掛鉤，底部設(shè)有定位槽。放置于支架上后可保證試樣的試驗(yàn)表面和輻射爐的相對(duì)位置。使試樣暴露的試驗(yàn)面積為650±0.2x650±0.2mm2。試驗(yàn)盒下方設(shè)置的小槽是用來收集某些熱熔性材料的熔融物，以利燃燒器的垂直向下的火焰燃燒。E.試驗(yàn)支架試驗(yàn)支架用于固定試樣盒和輻射爐。E．試驗(yàn)方法a．試樣試樣的長，寬，均為75±0.5mm,厚1±0.2mm。對(duì)于泡沫塑料，其厚度為8±0.5mm。塑料若按實(shí)際使用厚度進(jìn)行試驗(yàn)，其結(jié)果只能在同等厚度的試樣之間比較。如果試樣表面有使用表面，應(yīng)以使用表面或未加工面作為試驗(yàn)表面。試樣應(yīng)厚度均勻，平整光滑無缺欠。每組6個(gè)試樣，輻射熱試驗(yàn)和燃燒試驗(yàn)各3個(gè)，每個(gè)試樣重量偏差不得超過該組平均重量±0.8%。b．試驗(yàn)步驟試驗(yàn)前，打開試驗(yàn)箱和進(jìn)氣口。啟動(dòng)風(fēng)機(jī)通風(fēng)25min,以凈化試驗(yàn)箱。若進(jìn)行熱輻射試驗(yàn)，應(yīng)去掉燃燒器進(jìn)行，若進(jìn)行燃燒試驗(yàn)應(yīng)調(diào)節(jié)好燃燒器與試樣之間的安裝位置。測(cè)量試樣的長寬厚，并稱重。用一張完整的厚度約0.04mm的鋁箔覆蓋試樣背面，并越過邊緣包到試驗(yàn)面的周邊，再裝入試驗(yàn)盒中。然后用一尺寸75mmx75mmx10mm的純石棉板作背襯，用彈簧片和固定棒把試樣和背襯固定在實(shí)驗(yàn)盒內(nèi)。試件準(zhǔn)備工作完成后，接通電源，調(diào)準(zhǔn)輻射爐電流，并關(guān)閉排煙口和試驗(yàn)箱門，在標(biāo)定輻射強(qiáng)度或開始試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)箱內(nèi)溫度應(yīng)為35±2℃，可以使用加溫的方法，也可采用打開試驗(yàn)箱門或排風(fēng)機(jī)來滿足溫度要求。輻射強(qiáng)度穩(wěn)定到規(guī)定值后，若進(jìn)行燃燒試驗(yàn)，調(diào)節(jié)燃?xì)夂涂諝饬髁康揭?guī)定值，并點(diǎn)火。用活動(dòng)光閘阻擋平行光束，調(diào)節(jié)放大器零點(diǎn)，使記錄儀的指示透光率為零，然后移開光閘，調(diào)節(jié)放大器增益，使記錄儀指示透光率為100%。儀器調(diào)節(jié)好后裝好試樣迅速關(guān)好試驗(yàn)箱門，啟動(dòng)紀(jì)錄儀，當(dāng)出現(xiàn)煙霧指示時(shí)關(guān)閉進(jìn)氣口。記錄透光率和時(shí)間的關(guān)系曲線，透光率的指示值每降到滿量程的10%時(shí)，要立即轉(zhuǎn)換到下一個(gè)量程。避免讀數(shù)低于各滿量程的10%。當(dāng)出現(xiàn)最小透光率值或未出現(xiàn)最小透光率值而試驗(yàn)已進(jìn)行到20min時(shí)，再進(jìn)行2min試驗(yàn)。當(dāng)透光率降到0.01%以下時(shí)，要用不透光的簾遮