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關(guān)於(yú)材料阻燃性(xìng)能(néng)試驗方法:氧指(zhǐ)數(shù)法(fǎ) 水(shuǐ)平燃(rán)燒法等
對(duì)於(yú)阻燃材料(liào)燃燒試(shì)驗的(dí)目的在(zài)於(yú)評定(dìng)它(tā)的燃(rán)燒特性(xìng),即是(shì)否(fǒu)容(róng)易著火,著火(huǒ)後是(shì)否延燃,以及是(shì)否(fǒu)冒(mào)煙(yān)和(hé)釋放(fàng)毒(dú)氣等。本文主要(yào)介紹(shào)了材料阻燃(rán)性(xìng)能(néng)的測(cè)試方法。
1.火(huǒ)的燃燒效應(yīng)
為(wéi)了研究(jiū)材料阻(zǔ)燃性能參數,可將火(huǒ)劃(huá)分為3個階段(duàn),即初(chū)起階段(duàn),全盛階(jiē)段及衰減階(jiē)段(duàn)。所(suǒ)有可(kě)燃材(cái)料(liào)大(dà)多是在火災(zāi)全盛(shèng)階段燃燒(shāo),一(yī)般(bān)很少有阻燃能力。
因此,在(zài)評(píng)估材料(liào)火(huǒ)危害(hài)性(xìng)時,隻(zhī)需考(kǎo)慮從火(huǒ)初(chū)起(qǐ)至閃(shǎn)燃(rán)這一階段(duàn),此階段包括(kuò)下(xià)述(shù)幾個過程:點燃(rán),火焰傳(chuán)播,釋(shì)熱(rè)和閃(shǎn)燃(rán),它(tā)們(mén)所產生的效應稱為(wéi)火的一級效應。此(cǐ)外(wài),這(zhè)一(yī)階(jiē)段還(huán)會(huì)產(chǎn)生(shēng)多(duō)種次級(jí)效應,即材(cái)料(liào)燃燒產(chǎn)生(shēng)的煙(yān),有毒及腐蝕(shí)性產物的危害(hài)。
這些火(huǒ)的(dí)一(yī)級效應和次級效(xiào)應(yīng),涉(shè)及(jí)材料的主要(yào)阻燃(rán)參數,也是材(cái)料阻燃性能測(cè)試(shì)方法的(dí)具體(tǐ)內容。

阻(zǔ)燃材料試驗(yàn)分類(lèi)
材(cái)料(liào)阻(zǔ)燃性能測(cè)試方(fāng)法根據試(shì)件大(dà)小(xiǎo)可分為:實(shí)驗室(shì)試驗(yàn),中型試驗及(jí)大型(xíng)試驗(yàn)。其中(zhōng)實驗室(shì)試驗(yàn)和中型(xíng)試驗(yàn)最為常用,這兩類試驗(yàn),通常(cháng)根(gēn)據被測物體的(dí)可(kě)燃(rán)性(xìng),點燃(rán)性,火焰傳(chuán)播(bō),釋熱及生(shēng)煙性,火(huǒ)災氣(qì)體的(dí)毒性及腐(fǔ)蝕性(xìng)等,對引(yǐn)發火(huǒ)災具(jù)有決定(dìng)性影(yǐng)響(xiǎng)的(dí)參量(liáng)將試驗分為(wéi)6類:
01 可燃性試(shì)驗
如(rú)極限氧指數(shù):是要測(cè)定火(huǒ)是否(fǒu)易(yì)於引(yǐn)起;
02 火焰傳播(bō)性試驗
如(rú)隧道(dào)試(shì)驗和輻(fú)射(shè)板試驗(yàn):是(shì)要測定火是否(fǒu)易於(yú)蔓(màn)延(yán)和火(huǒ)傳(chuán)播(bō)速(sù)率;
03 釋熱(rè)性試驗
如(rú)錐形量(liáng)熱儀(yí)和量熱計試驗:是(shì)要(yào)測(cè)定材料(liào)燃(rán)燒(shāo)時的放熱量(liáng)及放熱速率,以(yǐ)了解火(huǒ)的發展(zhǎn)趨勢(shì)及火(huǒ)對鄰(lín)近地區(qū)的危險;
04 生煙(yān)性(xìng)試驗(yàn)
如煙箱試(shì)驗和煙塵質量試驗(yàn):是要測定(dìng)材料燃(rán)燒時的(dí)生煙(yān)量(liáng);
05 有毒及腐蝕(shí)性實(shí)驗
如生物(wù)試驗(yàn)和化學(xué)分析法(fǎ):要測(cè)定材料燃燒(shāo)時(shí)火(huǒ)災氣體的毒(dú)性和(hé)腐蝕(shí)性(xìng),以了解(jiě)材料(liào)對生物及(jí)設備(bèi)的危害性;
06 耐(nài)火性試(shì)驗
如電視(shì)整機(jī)或建築部件耐火(huǒ)性試(shì)驗(yàn):是為了(liǎo)了解某種(zhǒng)材料構築(zhù)成的建築(zhù)物(wù)或建築(zhù)物(wù)的一(yī)部分(fēn)(如牆,地(dì)板(bǎn),天花板(bǎn))或(huò)其(qí)他(tā)製(zhì)品(pǐn),在(zài)強熱(rè)及火(huǒ)焰的作用下(xià)所能經受的時間,即它(tā)們在火中(zhōng)倒塌或破(pò)壞或燃(rán)盡所需(xū)的時(shí)間(jiān)。
阻(zǔ)燃參(cān)數及(jí)測試(shì)方法
阻燃性能(néng)測試方法依據(jù)不(bù)同材料(如建(jiàn)材,電纜(lǎn),塑料,電子電(diàn)氣(qì)等(děng)),不(bù)同行業(如飛機,家(jiā)具(jù),機(jī)車(chē),船(chuán)艦等),不同的(dí)標準(如(rú)ISO,ASTM,UL,BS,EN,IEC,GB),在試驗(yàn)方法,試驗要求上(shàng)有(yǒu)所不(bù)同(tóng)。所有阻(zǔ)燃(rán)性測試的(dí)方(fāng)法(fǎ)在(zài)相應的標(biāo)準內均有闡(chǎn)述,由於涉(shè)及的(dí)測試方法(fǎ)較(jiào)多,本文(wén)僅(jǐn)就最重(zhòng)要的幾個阻(zǔ)燃參數和常(cháng)用(yòng)的(dí)測(cè)試(shì)方法(fǎ)進行介紹。
01可燃性試驗
可燃(rán)性(xìng)是(shì)指材(cái)料(liào)進行(háng)有(yǒu)焰(yàn)燃燒(shāo)的能(néng)力(lì)。很(hěn)多(duō)現(xiàn)在采(cǎi)用的材料可燃性(xìng)的測定方法係基於將特(tè)定火焰施(shī)加於材料(liào)所(suǒ)產生的結(jié)果。所用火焰的類型,大(dà)小,施加於(yú)試(shì)樣(yàng)的(dí)時(shí)間以(yǐ)及試樣(yàng)的尺寸(cùn),形(xíng)狀(zhuàng)及放置方向等,在不(bù)同的(dí)試(shì)驗(yàn)中(zhōng)可有所(suǒ)不同(tóng),且均在測試方法或(huò)標(biāo)準中(zhōng)有(yǒu)詳細的規定。
一,氧指數的測定方法(fǎ)
氧(yǎng)指數(OI):(也(yě)稱極限氧指數LOI)是指在規(guī)定(dìng)條件(jiàn)下(xià),試樣(yàng)在(zài)氮(dàn),氧混(hùn)合氣體中,維持平衡(héng)燃(rán)燒所需(xū)的低(dī)氧(yǎng)濃度(dù)(體積百分(fēn)含(hán)量)。該方法可以非常有效的判(pàn)斷(duàn)材(cái)料(liào)在空(kōng)氣中與(yǔ)火焰(yàn)接觸(chù)時燃燒(shāo)的難(nán)易程度(dù),並且可以為(wéi)材料的燃(rán)燒(shāo)性能分級(jí),因此得到了(liǎo)世(shì)界各(gè)國(guó)的重視(shì)。
標準規(guī)範(fàn):ISO 4589-2, ASTM D 2863, NES 714, GB/T 2406, GB/T 5454
1,氧(yǎng)指數(shù)法(fǎ)
測試(shì)主要采(cǎi)用(yòng)氧(yǎng)指數儀,將(jiāng)試樣垂直(zhí)地(dì)固定在(zài)燃(rán)燒(shāo)筒(tǒng)中(zhōng),使氧,氮混(hùn)合氣流由下向(xiàng)上流過,點燃試樣頂(dǐng)端,觀察(chá)試樣(yàng)的燃燒(shāo)情況。在(zài)不同(tóng)氧(yǎng)濃度(dù)中試(shì)驗一組(zǔ)試樣(yàng),以測定(dìng)剛好維持試(shì)樣(yàng)平穩(wěn)燃(rán)燒(shāo)時的(dí)低氧濃度。
★ 測試設備:氧(yǎng)指(zhǐ)數(shù)儀
二,水平及垂直燃(rán)燒(shāo)試驗(yàn)
在塑(sù)料阻(zǔ)燃性(xìng)能試(shì)驗(yàn)方法(fǎ)中(zhōng),水平及(jí)垂(chuí)直燃燒(shāo)試驗(yàn)具(jù)代表(biǎo)性,且(qiě)應(yīng)用(yòng)也(yě)最(zuì)為(wéi)廣泛(fàn)。本法(fǎ)測(cè)定塑料表麵(miàn)火焰傳(chuán)播(bō)性(xìng)能,其原理(lǐ)係水(shuǐ)平或垂(chuí)直(zhí)地(dì)夾住(zhù)試樣(yàng)的一(yī)端,對(duì)試樣(yàng)自(zì)由端(duān)施(shī)加規定的(dí)點(diǎn)燃源,測定(dìng)綫性燃燒速率(shuài)(水(shuǐ)平法(fǎ))或(huò)有焰(yàn)燃(rán)燒(shāo)及(jí)無焰燃(rán)燒時(shí)間(垂直法)等來(lái)評(píng)價試(shì)樣(yàng)的(dí)阻燃性能。
垂(chuí)直燃(rán)燒試驗(yàn)
在眾(zhòng)多相關規範中(zhōng),由保險業實驗室(shì)製訂的UL94被(bèi)廣泛應用(yòng)於(yú)測(cè)定製(zhì)造(zào)設(shè)備(bèi)和器(qì)具(jù)的塑料可燃性(但不適(shì)用於建(jiàn)築用途的(dí)材(cái)料),同時UL94的試驗結果給(gěi)出了(liǎo)材(cái)料的阻燃(rán)性(xìng)分(fēn)級,塑料阻燃等級由HB,V-2,V-1向(xiàng)V-0逐級遞增(zēng):
HB:UL94標準中低的阻(zǔ)燃等(děng)級。要求(qiú)對於(yú)3到13毫(háo)米(mǐ)厚的樣品,燃燒速(sù)度小於40毫(háo)米(mǐ)每(měi)分鐘;小(xiǎo)於(yú)3毫米厚(hòu)的(dí)樣品,燃燒(shāo)速度小於(yú)70毫(háo)米每分鐘;或者在(zài)100毫米(mǐ)的(dí)標(biāo)誌前(qián)熄滅。
V-2:對樣品進行兩次(cì)10秒的燃(rán)燒測試(shì)後,火(huǒ)焰在30秒(miǎo)內熄滅。可(kě)以引燃(rán)30cm下方(fāng)的(dí)藥(yào)棉(mián)。
V-1:對(duì)樣品(pǐn)進行(háng)兩(liǎng)次10秒(miǎo)的燃燒測(cè)試(shì)後,火焰(yàn)在(zài)30秒內(nèi)熄(xī)滅。不能引(yǐn)燃30cm下方(fāng)的藥(yào)棉(mián)。
V-0:對(duì)樣品(pǐn)進行兩次10秒(miǎo)的(dí)燃燒測試後(hòu),火焰在10秒內熄滅(miè)。
UL94 可燃(rán)性試(shì)驗(yàn)包括下述四個(gè)測(cè)試(shì)方(fāng)法(fǎ):
材料(liào)分類為UL94HB的水平(píng)燃(rán)燒測(cè)定方法(fǎ)。
材(cái)料分(fēn)類為(wéi)UL94V-0 ULV-1 ULV-2的垂(chuí)直燃燒(shāo)測(cè)試方(fāng)法(fǎ)。
材(cái)料分(fēn)類(lèi)為(wéi)UL-5V的垂直燃(rán)燒(shāo)測(cè)試方法(fǎ)。
材(cái)料(liào)分(fēn)類為94VT M-0,94VT M-1,94VT M-2的(dí)垂直燃燒測試(shì)方(fāng)法(fǎ)。
1,UL94水(shuǐ)平(píng)燃燒試(shì)驗法(fǎ)
將(jiāng)試(shì)樣水平放(fàng)置(zhì)在試(shì)樣架上,點燃(rán)本(běn)生燈,調節火焰(yàn)為20mm,使本(běn)生(shēng)燈與水平(píng)方(fāng)向傾(qīng)斜(xié)約45°角。
在保持本(běn)生(shēng)燈位置不變的條(tiáo)件下,對(duì)試(shì)樣施加(jiā)火焰30s,撤(chè)去本生燈(dēng)。如(rú)果(guǒ)施(shī)焰時間不(bù)足(zú)30s,火焰(yàn)前(qián)沿(yán)已(yǐ)達(dá)到(dào)25mm標綫(xiàn)時,應立即(jí)移開本(běn)生(shēng)燈,停止施焰(yàn)。
記錄(lù)燃(rán)燒前沿從(cóng)25mm標(biāo)綫(xiàn)到(dào)燃(rán)燒終(zhōng)止(zhǐ)時(shí)的燃(rán)燒時(shí)間t(單位秒(miǎo)),並記(jì)錄從25mm標(biāo)綫到(dào)燃(rán)燒終止端的燒損長度L(單位(wèi)毫(háo)米(mǐ))。
如果(guǒ)移(yí)開(kāi)點火源後,火焰即(jí)滅或燃燒前沿未達(dá)到25mm標(biāo)綫(xiàn),則(zé)不計(jì)燃(rán)燒時(shí)間,燒(shāo)損長度(dù)和(hé)綫(xiàn)性燃燒速度。
燃(rán)燒速率V = 60L/t
2,UL94垂直(zhí)燃(rán)燒法
把(bǎ)試樣(yàng)垂直(zhí)固(gù)定(dìng)在試(shì)樣(yàng)夾(jiā)上(shàng);
調(tiáo)節本(běn)生燈火(huǒ)焰(yàn)(藍(lán)焰(yàn))為(wéi)20mm;
對試(shì)樣(yàng)進(jìn)行第一次施加火(huǒ)焰時間10s,移開火源(yuán)並記錄第一次的有焰燃(rán)燒(shāo)時間(jiān)t1;
第(dì)一(yī)次的有焰(yàn)燃(rán)燒熄(xī)滅(miè)後,馬上(shàng)對試樣(yàng)進行(háng)第二(èr)次施加火焰時(shí)間(jiān)10s,移開(kāi)火源(yuán)並記(jì)錄第二次的(dí)有(yǒu)焰(yàn)燃燒(shāo)時間(jiān)t2和無焰(yàn)燃燒時間t3 ,並記(jì)錄是(shì)否有滴(dī)落物(wù)引(yǐn)燃(rán)下(xià)麵(miàn)的脫脂棉
★ 測(cè)試(shì)設備:水平(píng)垂直燃(rán)燒測試(shì)儀
三,鋪(pū)地(dì)材(cái)料(liào)熱輻射(shè)板測(cè)試方法
此法以輻射板(bǎn)試(shì)驗(yàn)測(cè)定屋頂絕緣(yuán)地板(bǎn)材(cái)料的火焰傳播性(xìng)能,以(yǐ)火焰不(bù)再傳(chuán)播(bō)的輻射(shè)板(bǎn)的臨界(jiè)熱流量表征(zhēng)。
標(biāo)準規範:EN ISO 9239-1, ASTM E648, ASTM E970, NFPA 253, GB/T 11785
★ 測(cè)試(shì)設(shè)備:鋪地(dì)材料熱輻(fú)射板測(cè)量儀
隨(suí)著(zhuó)現代(dài)技(jì)術的(dí)發(fā)展(zhǎn)以(yǐ)及(jí)人(rén)們環保安全(quán)意識的(dí)提(tí)升,有關(guān)阻(zǔ)燃(rán)材(cái)料的燃燒(shāo)性試(shì)驗方(fāng)法(fǎ)越來越(yuè)多,對阻(zǔ)燃材料(liào)的燃燒行(háng)為評估也(yě)越來越全麵(miàn)。阻燃(rán)試驗方法(fǎ)所涉(shè)及的(dí)物理(lǐ)化學過程和(hé)影響因(yīn)素極其(qí)復雜,采用加專(zhuān)業(yè)且符合標(biāo)準的(dí)阻燃測(cè)試(shì)設(shè)備,建(jiàn)立標準化的實驗室(shì)是阻燃性(xìng)能檢測(cè)的重(zhòng)要(yào)一(yī)步。
本文(wén)來源(yuán):石化(huà)聯(lián)合會阻燃(rán)材料(liào)專委(wěi)會(huì)