關(guān)于材料阻燃性能試驗(yàn)方法：氧指數(shù)法 水平燃燒法等

對(duì)于阻燃材料燃燒試驗(yàn)的目的在于評(píng)定它的燃燒特性，即是否容易著火、著火后是否延燃，以及是否冒煙和釋放毒氣等。本文主要介紹了材料阻燃性能的測(cè)試方法。

1.火的燃燒效應(yīng)

為了研究材料阻燃性能參數(shù)，可將火劃分為３個(gè)階段，即初起階段、全盛階段及衰減階段。所有可燃材料大多是在火災(zāi)全盛階段燃燒，一般很少有阻燃能力。

因此，在評(píng)估材料火危害性時(shí)，只需考慮從火初起至閃燃這一階段，此階段包括下述幾個(gè)過(guò)程：點(diǎn)燃、火焰?zhèn)鞑ァ⑨専岷烷W燃，它們所產(chǎn)生的效應(yīng)稱(chēng)為火的一級(jí)效應(yīng)。此外，這一階段還會(huì)產(chǎn)生多種次級(jí)效應(yīng)，即材料燃燒產(chǎn)生的煙、有毒及腐蝕性產(chǎn)物的危害。

這些火的一級(jí)效應(yīng)和次級(jí)效應(yīng)，涉及材料的主要阻燃參數(shù)，也是材料阻燃性能測(cè)試方法的具體內(nèi)容。

阻燃材料試驗(yàn)分類(lèi)

材料阻燃性能測(cè)試方法根據(jù)試件大小可分為：實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)、中型試驗(yàn)及大型試驗(yàn)。其中實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和中型試驗(yàn)最為常用，這兩類(lèi)試驗(yàn)，通常根據(jù)被測(cè)物體的可燃性、點(diǎn)燃性、火焰?zhèn)鞑?、釋熱及生煙性、火?zāi)氣體的毒性及腐蝕性等，對(duì)引發(fā)火災(zāi)具有決定性影響的參量將試驗(yàn)分為6類(lèi)：

01 可燃性試驗(yàn)

如極限氧指數(shù)：是要測(cè)定火是否易于引起；

02 火焰?zhèn)鞑バ栽囼?yàn)

如隧道試驗(yàn)和輻射板試驗(yàn)：是要測(cè)定火是否易于蔓延和火傳播速率；

03 釋熱性試驗(yàn)

如錐形量熱儀和量熱計(jì)試驗(yàn)：是要測(cè)定材料燃燒時(shí)的放熱量及放熱速率，以了解火的發(fā)展趨勢(shì)及火對(duì)鄰近地區(qū)的危險(xiǎn)；

04 生煙性試驗(yàn)

如煙箱試驗(yàn)和煙塵質(zhì)量試驗(yàn)：是要測(cè)定材料燃燒時(shí)的生煙量；

05 有毒及腐蝕性實(shí)驗(yàn)

如生物試驗(yàn)和化學(xué)分析法：要測(cè)定材料燃燒時(shí)火災(zāi)氣體的毒性和腐蝕性，以了解材料對(duì)生物及設(shè)備的危害性；

06 耐火性試驗(yàn)

如電視整機(jī)或建筑部件耐火性試驗(yàn)：是為了了解某種材料構(gòu)筑成的建筑物或建筑物的一部分（如墻、地板，天花板）或其他制品，在強(qiáng)熱及火焰的作用下所能經(jīng)受的時(shí)間，即它們?cè)诨鹬械顾蚱茐幕蛉急M所需的時(shí)間。

阻燃參數(shù)及測(cè)試方法

阻燃性能測(cè)試方法依據(jù)不同材料（如建材、電纜、塑料、電子電氣等）、不同行業(yè)（如飛機(jī)、家具、機(jī)車(chē)、船艦等）、不同的標(biāo)準(zhǔn)（如ISO、ASTM、UL、BS、EN、IEC、GB），在試驗(yàn)方法、試驗(yàn)要求上有所不同。所有阻燃性測(cè)試的方法在相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)均有闡述，由于涉及的測(cè)試方法較多，本文僅就最重要的幾個(gè)阻燃參數(shù)和常用的測(cè)試方法進(jìn)行介紹。

01可燃性試驗(yàn)

可燃性是指材料進(jìn)行有焰燃燒的能力。很多現(xiàn)在采用的材料可燃性的測(cè)定方法系基于將特定火焰施加于材料所產(chǎn)生的結(jié)果。所用火焰的類(lèi)型、大小、施加于試樣的時(shí)間以及試樣的尺寸、形狀及放置方向等，在不同的試驗(yàn)中可有所不同，且均在測(cè)試方法或標(biāo)準(zhǔn)中有詳細(xì)的規(guī)定。

一、氧指數(shù)的測(cè)定方法

氧指數(shù)(OI)：（也稱(chēng)極限氧指數(shù)LOI）是指在規(guī)定條件下，試樣在氮、氧混合氣體中，維持平衡燃燒所需的低氧濃度（體積百分含量）。該方法可以非常有效的判斷材料在空氣中與火焰接觸時(shí)燃燒的難易程度，并且可以為材料的燃燒性能分級(jí)，因此得到了世界各國(guó)的重視。

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范：ISO 4589-2， ASTM D 2863, NES 714, GB/T 2406, GB/T 5454

1、氧指數(shù)法

測(cè)試主要采用氧指數(shù)儀，將試樣垂直地固定在燃燒筒中，使氧、氮混合氣流由下向上流過(guò)，點(diǎn)燃試樣頂端，觀察試樣的燃燒情況。在不同氧濃度中試驗(yàn)一組試樣，以測(cè)定剛好維持試樣平穩(wěn)燃燒時(shí)的低氧濃度。

★ 測(cè)試設(shè)備：氧指數(shù)儀

二、水平及垂直燃燒試驗(yàn)

在塑料阻燃性能試驗(yàn)方法中，水平及垂直燃燒試驗(yàn)具代表性，且應(yīng)用也最為廣泛。本法測(cè)定塑料表面火焰?zhèn)鞑バ阅?，其原理系水平或垂直地夾住試樣的一端，對(duì)試樣自由端施加規(guī)定的點(diǎn)燃源，測(cè)定線(xiàn)性燃燒速率（水平法）或有焰燃燒及無(wú)焰燃燒時(shí)間（垂直法）等來(lái)評(píng)價(jià)試樣的阻燃性能。

垂直燃燒試驗(yàn)

在眾多相關(guān)規(guī)范中，由保險(xiǎn)業(yè)實(shí)驗(yàn)室制訂的UL94被廣泛應(yīng)用于測(cè)定制造設(shè)備和器具的塑料可燃性（但不適用于建筑用途的材料），同時(shí)UL94的試驗(yàn)結(jié)果給出了材料的阻燃性分級(jí)，塑料阻燃等級(jí)由HB，V-2，V-1向V-0逐級(jí)遞增：

HB：UL94標(biāo)準(zhǔn)中低的阻燃等級(jí)。要求對(duì)于3到13毫米厚的樣品，燃燒速度小于40毫米每分鐘；小于3毫米厚的樣品，燃燒速度小于70毫米每分鐘；或者在100毫米的標(biāo)志前熄滅。

V-2：對(duì)樣品進(jìn)行兩次10秒的燃燒測(cè)試后，火焰在30秒內(nèi)熄滅。可以引燃30cm下方的藥棉。

V-1：對(duì)樣品進(jìn)行兩次10秒的燃燒測(cè)試后，火焰在30秒內(nèi)熄滅。不能引燃30cm下方的藥棉。

V-0：對(duì)樣品進(jìn)行兩次10秒的燃燒測(cè)試后，火焰在10秒內(nèi)熄滅。

UL94 可燃性試驗(yàn)包括下述四個(gè)測(cè)試方法：

材料分類(lèi)為UL94HB的水平燃燒測(cè)定方法。

材料分類(lèi)為UL94V-0 ULV-1 ULV-2的垂直燃燒測(cè)試方法。

材料分類(lèi)為UL－5V的垂直燃燒測(cè)試方法。

材料分類(lèi)為94VT M-0、94VT M-1、94VT M-2的垂直燃燒測(cè)試方法。

1、UL94水平燃燒試驗(yàn)法

將試樣水平放置在試樣架上，點(diǎn)燃本生燈，調(diào)節(jié)火焰為20mm，使本生燈與水平方向傾斜約45°角。

在保持本生燈位置不變的條件下，對(duì)試樣施加火焰30s，撤去本生燈。如果施焰時(shí)間不足30s，火焰前沿已達(dá)到25mm標(biāo)線(xiàn)時(shí)，應(yīng)立即移開(kāi)本生燈，停止施焰。

記錄燃燒前沿從25mm標(biāo)線(xiàn)到燃燒終止時(shí)的燃燒時(shí)間t(單位秒)，并記錄從25mm標(biāo)線(xiàn)到燃燒終止端的燒損長(zhǎng)度L(單位毫米)。

如果移開(kāi)點(diǎn)火源后，火焰即滅或燃燒前沿未達(dá)到25mm標(biāo)線(xiàn)，則不計(jì)燃燒時(shí)間、燒損長(zhǎng)度和線(xiàn)性燃燒速度。

燃燒速率V = 60L/t

2、UL94垂直燃燒法

把試樣垂直固定在試樣夾上;

調(diào)節(jié)本生燈火焰（藍(lán)焰）為20mm；

對(duì)試樣進(jìn)行第一次施加火焰時(shí)間10s，移開(kāi)火源并記錄第一次的有焰燃燒時(shí)間t1；

第一次的有焰燃燒熄滅后，馬上對(duì)試樣進(jìn)行第二次施加火焰時(shí)間10s，移開(kāi)火源并記錄第二次的有焰燃燒時(shí)間t2和無(wú)焰燃燒時(shí)間t3 ，并記錄是否有滴落物引燃下面的脫脂棉

★ 測(cè)試設(shè)備：水平垂直燃燒測(cè)試儀

三、鋪地材料熱輻射板測(cè)試方法

此法以輻射板試驗(yàn)測(cè)定屋頂絕緣地板材料的火焰?zhèn)鞑バ阅?，以火焰不再傳播的輻射板的臨界熱流量表征。

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范：EN ISO 9239-1, ASTM E648, ASTM E970, NFPA 253, GB/T 11785

★ 測(cè)試設(shè)備：鋪地材料熱輻射板測(cè)量?jī)x

隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展以及人們環(huán)保安全意識(shí)的提升，有關(guān)阻燃材料的燃燒性試驗(yàn)方法越來(lái)越多，對(duì)阻燃材料的燃燒行為評(píng)估也越來(lái)越全面。阻燃試驗(yàn)方法所涉及的物理化學(xué)過(guò)程和影響因素極其復(fù)雜，采用加專(zhuān)業(yè)且符合標(biāo)準(zhǔn)的阻燃測(cè)試設(shè)備，建立標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)驗(yàn)室是阻燃性能檢測(cè)的重要一步。

本文來(lái)源：石化聯(lián)合會(huì)阻燃材料專(zhuān)委會(huì)