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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(wú)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。
