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氧指數(shù)測(cè)定儀試驗(yàn)結(jié)果影響因素
在氧指數(shù)測(cè)定儀中通23 ±2℃的氧、氮混合氣體并測(cè)定塑料制品在規(guī)定條件下燃燒所需zui低氧濃度值是塑料質(zhì)量檢測(cè)中的一個(gè)重要項(xiàng)目，實(shí)際測(cè)試中有時(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)跟前一次測(cè)的氧指數(shù)有偏差，那么造成這一現(xiàn)象的原因是什么呢？本文從GB/T 2406.2-2009 《塑料.用氧指數(shù)法測(cè)定燃燒行為.第2部分：室溫試驗(yàn)氧指數(shù)》標(biāo)準(zhǔn)中的試驗(yàn)過程分析影響氧指數(shù)的因素有哪些，主要包括流速、壓強(qiáng)、惰性氣體、環(huán)境的溫濕度、試樣的狀態(tài)調(diào)節(jié)、試樣的厚度、點(diǎn)火位置、增塑劑和填料等的影響因素，燃燒筒溫度是一個(gè)相對(duì)容易忽略的因素，試驗(yàn)人員通過用高低溫試驗(yàn)箱調(diào)節(jié)燃燒筒溫度，然后用處理過的燃燒筒進(jìn)行試驗(yàn)，并選用了在建材氧指數(shù)檢測(cè)中較常遇到的五種塑料進(jìn)行試驗(yàn)，從而分析燃燒筒溫度對(duì)著五種塑料氧指數(shù)的影響并在這五種塑料中做一個(gè)橫向?qū)Ρ取?/p>
【試驗(yàn)步驟】
1）接通氧指數(shù)測(cè)定儀燃燒箱電源開關(guān)
2）試樣制備
3）樣品處理：溫度為 23 ±2℃，相對(duì)濕度為50%±5%的環(huán)境條件下狀態(tài)調(diào)節(jié)24ｈ。
4）用高低溫箱將燃燒筒的溫度分別調(diào)節(jié)至為 25℃、30℃、35 ℃、40℃、45℃、50℃。
5）調(diào)整氣體混合器和流量計(jì)，使氮/氧氣體在23 ±2℃下混合，氧濃度達(dá)到設(shè)定值，并以40±2mm/s的流速通過燃燒筒。 6）在相同的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中，將 HYPVC填料平片、橡塑、聚氨酯泡沫、PC片 材、PVC電工套管片材5種材料分別采用步驟2中不同溫度的燃燒筒，按頂面點(diǎn)燃法進(jìn)行氧指數(shù)測(cè)試，記錄氧指數(shù)結(jié)果，結(jié)果采用簡(jiǎn)捷方法計(jì)算。
【試驗(yàn)結(jié)果分析】
首先，在五種塑料試驗(yàn)中，氧指數(shù)均有隨著燃燒筒溫度上升而下降的現(xiàn)象。原因在于物質(zhì)的燃燒是一種化學(xué)反應(yīng)過程，無論該固體是先升華成可燃性氣體燃燒還是固體表面直接與氧氣反應(yīng)發(fā)生燃燒行為，都會(huì)受到分子運(yùn)動(dòng)快慢的影響，而溫度的升高會(huì)使得分子運(yùn)動(dòng)加快，一方面能夠加快氣流的運(yùn)動(dòng)，使得從燃燒筒底部上升的氧氣氮?dú)饣旌蠚饬髦?分子運(yùn)動(dòng)加快，增加氧氣與可燃成分的有效碰撞次數(shù)；另一方面溫度升高能使得材料本身軟化速度加快，更易點(diǎn)燃，使得氧指數(shù)下降。
其次，試驗(yàn)所用的五種塑料試驗(yàn)，氧指數(shù)受燃燒 筒溫度影響的程度不一樣，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，受影響程度大致為：PVC電工套管片材 ＞橡塑 ＞聚氨酯泡沫≈ HYPVC填料平片 ≈ PC片 材。其中聚氨 酯泡沫、HYPVC填料平片與 PC片材受溫度影響程度接近，由圖 3-1可見氧指數(shù)隨溫度上升均下降0.6%，但實(shí)際中結(jié)果可能有所差異，由于采取了0.2%的試驗(yàn)長(zhǎng)，加之選用了簡(jiǎn)捷法計(jì)算，因此數(shù)據(jù)會(huì)因?yàn)檫x擇的 步長(zhǎng)和計(jì)算方式的原因而出現(xiàn)與真值存在一定誤差的現(xiàn)象。而 PVC電工套管和橡塑相對(duì)于另外的幾種材料，更容易受到燃燒筒溫度的影響。
圖3-1 燃燒筒溫度 －五種塑料氧指數(shù)關(guān)系圖
最后，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果的折線圖，發(fā)現(xiàn)在某些溫度點(diǎn)升高后氧指數(shù)維持不變的現(xiàn)象，這是因?yàn)椴捎昧?.2%的試驗(yàn)步長(zhǎng)，跨度較小，加之選用了簡(jiǎn)捷法計(jì)算，存在一定誤差，故而得到個(gè)別數(shù)據(jù)會(huì)出現(xiàn)溫度升高后氧指數(shù)維持不變的現(xiàn)象，但由關(guān)系圖看，總體而言這五種材料的氧指數(shù)隨燃燒筒溫度升高而下降的趨勢(shì)明顯。
