氧指(zhi)數(shu)測定儀(yi)評(ping)估(gu)聚氨酯(zhi)阻燃性(xing)的(de)影響因(yin)素

聚氨(an)酯(zhi)是聚(ju)氨(an)基甲酸酯(zhi)的簡(jian)稱(cheng)，是建築業(ye)、工(gong)業(ye)設備廣泛應(ying)用的(de)絕熱(re)材料(liao)及汽(qi)車、造船、包(bao)裝(zhuang)等(deng)工(gong)業(ye)的(de)重(zhong)要(yao)材料(liao)。但(dan)由於(yu)聚(ju)氨(an)酯(zhi)泡沫(mo)本(ben)身結構(gou)特殊，極易燃燒(shao)，其氧指(zhi)數(shu)只有(you)17%左右，燃(ran)燒(shao)時釋放(fang)出大量的(de)煙(yan)和毒氣，容易(yi)發生滴(di)落現象，它(ta)的易(yi)燃(ran)問題壹(yi)直(zhi)是聚氨酯(zhi)工業(ye)研(yan)究的(de)重要(yao)課(ke)題(ti)。世(shi)界各國制定出各種(zhong)測試(shi)聚(ju)氨(an)酯(zhi)的阻燃標準(zhun)、法規，並(bing)逐步完(wan)善(shan)測試(shi)方(fang)法，生產了(le)各種測試(shi)儀(yi)器(qi)設備。標準(zhun)集(ji)團(tuan)（香(xiang)港(gang)）有(you)限公(gong)司研(yan)發工程(cheng)師(shi)指(zhi)出，氧指(zhi)數(shu)是判(pan)定阻燃性(xing)能的標誌之(zhi)壹(yi)，在(zai)氧指(zhi)數(shu)測試(shi)中(zhong)，會(hui)受(shou)到(dao)環境(jing)條件、操(cao)作人(ren)員(yuan)、制樣(yang)差(cha)異等(deng)因(yin)素的(de)影響(xiang)，為了(le)更準(zhun)確(que)測定材料(liao)氧指(zhi)數(shu)值，標準(zhun)集(ji)團(tuan)工(gong)程(cheng)師(shi)針對氧指(zhi)數(shu)測定儀(yi)測(ce)試(shi)試(shi)驗(yan)過程(cheng)中(zhong)各種(zhong)對氧指(zhi)數(shu)的影(ying)響因(yin)素進(jin)行了(le)探討。

實(shi)驗原(yuan)理：
極(ji)限氧指(zhi)數(shu)(LOI)簡稱(cheng)氧指(zhi)數(shu)，是判(pan)定阻燃性(xing)能的標誌之(zhi)壹(yi)，它(ta)是指(zhi)在(zai)規定的(de)條件下，試(shi)樣(yang)在(zai)氧、氮混(hun)合(he)氣流中維持平(ping)衡燃燒(shao)所(suo)需的(de)氧濃(nong)度(du)，以氧氣所占的(de)體(ti)積(ji)百(bai)分(fen)數(shu)表(biao)示(shi)。
氧指(zhi)數(shu)法原(yuan)理就(jiu)是(shi)把壹(yi)定尺寸(cun)的(de)試(shi)樣(yang)用(yong)試(shi)樣(yang)夾(jia)垂(chui)直加持(chi)於(yu)透(tou)明燃燒(shao)筒(tong)內，其中有(you)按(an)壹(yi)定比例混(hun)合(he)的向上(shang)流動(dong)的氧氮氣流。點燃試(shi)樣(yang)的(de)上(shang)端，觀(guan)察隨(sui)後(hou)的(de)燃(ran)燒(shao)現象，記錄持續(xu)燃燒(shao)時間或(huo)燃(ran)燒(shao)過的(de)距離(li)，並(bing)與(yu)規定值比較，超過規定值就降低氧濃(nong)度(du)，不(bu)足(zu)就(jiu)增(zeng)加氧濃(nong)度(du)，如(ru)此反復操(cao)作，從(cong)上(shang)下兩(liang)側逐漸接(jie)近規定值，至(zhi)兩(liang)者(zhe)的濃(nong)度(du)差(cha)小於(yu)0.5%。
氧指(zhi)數(shu)的影(ying)響因(yin)素分(fen)析：
1.狀態調節時間的(de)影(ying)響
根(gen)據GB/T2918-1988的要(yao)求(qiu)，通(tong)過對試(shi)驗(yan)材料(liao)進(jin)行狀態調節，以(yi)盡量減(jian)小環境(jing)偶(ou)然(ran)因(yin)素對試(shi)驗(yan)結果(guo)的(de)影響(xiang)。因(yin)此選用(yong)已制備(bei)的TDCPP阻燃聚(ju)氨(an)酯(zhi)泡沫(mo)試(shi)樣(yang)進(jin)行比對試(shi)驗(yan)，調(tiao)節(jie)恒溫箱(xiang)的溫濕度(du)在(zai)國標要(yao)求(qiu)的(de)某(mou)壹(yi)特定值(溫度：23℃；相(xiang)對濕度(du)：50%；氣壓：86～106kPa)。
通過測(ce)試(shi)數(shu)據可(ke)以看出，隨(sui)著試(shi)樣(yang)調(tiao)節(jie)時間的(de)增(zeng)加，試(shi)驗(yan)所(suo)得(de)氧指(zhi)數(shu)的平(ping)均(jun)值不(bu)斷降低，當(dang)調節(jie)時間滿足(zu)壹(yi)定時*，氧指(zhi)數(shu)保(bao)持穩定狀態。不(bu)同調節(jie)時間下(xia)樣(yang)品的檢(jian)驗結果(guo)不(bu)同。因(yin)此，應將試(shi)樣(yang)按(an)標準(zhun)要(yao)求(qiu)嚴(yan)格進(jin)行狀態調節，然(ran)後(hou)進(jin)行測試(shi)，以(yi)便(bian)在(zai)標準(zhun)的(de)狀態調節時間下(xia)得(de)到(dao)準(zhun)確(que)的氧指(zhi)數(shu)值。
2.試(shi)樣(yang)點(dian)燃(ran)方法的影(ying)響
根(gen)據GB/T2406-93，對TDCPP阻燃聚(ju)氨(an)酯(zhi)泡沫(mo)試(shi)樣(yang)選(xuan)用(yong)兩(liang)種(zhong)點燃(ran)方(fang)法進(jin)行氧指(zhi)數(shu)測試(shi)，點(dian)火(huo)時間均(jun)為15s。
頂(ding)端(duan)點(dian)燃法：
使火(huo)焰(yan)可(ke)見(jian)部(bu)分(fen)接(jie)觸試(shi)樣(yang)頂(ding)端(duan)，並(bing)覆(fu)蓋整(zheng)個(ge)頂(ding)表(biao)面(mian)，勿(wu)使火(huo)焰(yan)碰到(dao)試(shi)樣(yang)的(de)棱(leng)邊和側表(biao)面(mian)。
擴散點(dian)燃(ran)法：
充分降低和移動點火器(qi)，使火(huo)焰(yan)的可(ke)見(jian)部(bu)分(fen)同時施加於(yu)試(shi)樣(yang)頂(ding)表(biao)面(mian)及垂(chui)直側表(biao)面(mian)約6mm長(chang)。
標準(zhun)集(ji)團(tuan)（香(xiang)港(gang)）有(you)限公(gong)司工程(cheng)師(shi)從(cong)實驗(yan)結果(guo)發現，同樣材料(liao)相同條件下進(jin)行試(shi)驗(yan)測(ce)定，不(bu)同點燃(ran)方式(shi)對氧指(zhi)數(shu)的測(ce)定數(shu)據幾乎沒有(you)影(ying)響或者(zhe)影(ying)響不(bu)大，不(bu)足(zu)以(yi)改變(bian)對樣(yang)品氧指(zhi)數(shu)結果(guo)的(de)評(ping)定。無論(lun)是(shi)哪(na)種點(dian)燃方(fang)式(shi)，何時撤走點火(huo)源並(bing)開(kai)始計時是要(yao)通(tong)過肉(rou)眼(yan)對試(shi)樣(yang)點(dian)燃(ran)情況的直觀(guan)判(pan)斷，存在(zai)著壹(yi)定的(de)誤差(cha)，並(bing)可(ke)能導致(zhi)對檢(jian)驗(yan)數(shu)據造成影(ying)響(xiang)，只有(you)增(zeng)加試(shi)驗(yan)次(ci)數(shu)才能盡量減(jian)小誤(wu)差(cha)。在(zai)實際操(cao)作中(zhong)，點燃試(shi)樣(yang)時采用頂端(duan)點燃法比較省力(li)。
3.試(shi)樣(yang)長(chang)度(du)的影(ying)響
國家(jia)標準(zhun)中(zhong)受(shou)檢(jian)產品的試(shi)樣(yang)長(chang)度(du)為70～150mm，目(mu)的(de)是(shi)為了(le)與試(shi)驗(yan)儀(yi)器(qi)玻(bo)璃圓筒(tong)的長(chang)度(du)保(bao)持壹(yi)致(zhi)，使玻(bo)璃圓筒(tong)內的(de)小環境(jing)混(hun)合(he)氣體(ti)中氧濃(nong)度(du)均(jun)勻(yun)恒定。
可(ke)以看出，試(shi)樣(yang)長(chang)度(du)對檢(jian)驗(yan)數(shu)據的影響還(hai)是(shi)很(hen)大的，在(zai)國家(jia)標準(zhun)要(yao)求(qiu)的(de)範圍(wei)內，隨(sui)著試(shi)樣(yang)長(chang)度(du)的增(zeng)加測(ce)定的(de)氧指(zhi)數(shu)值不(bu)斷增加。當(dang)試(shi)樣(yang)長(chang)度(du)較短(duan)時，受(shou)檢(jian)試(shi)樣(yang)的(de)燃(ran)燒(shao)區域上(shang)方距(ju)圓筒(tong)頂部(bu)還(hai)有(you)相(xiang)當(dang)大的距(ju)離，因(yin)此其火焰(yan)燃燒(shao)所(suo)需氧氣*由儀(yi)器(qi)本身支(zhi)持(chi)，不(bu)受(shou)圓筒(tong)外氣流影響。標準(zhun)集(ji)團(tuan)（香(xiang)港(gang)）有(you)限公(gong)司工程(cheng)師(shi)指(zhi)出，隨(sui)著試(shi)樣(yang)長(chang)度(du)的增(zeng)加，受(shou)檢(jian)試(shi)樣(yang)的(de)燃(ran)燒(shao)區域與圓筒(tong)頂部(bu)的(de)距(ju)離(li)變(bian)短，火焰(yan)燃燒(shao)所(suo)需氧氣的流動受(shou)圓筒(tong)外氣流的影響程(cheng)度(du)逐漸加大。為了(le)能夠支(zhi)持(chi)火焰(yan)燃燒(shao)，儀(yi)器(qi)本身就(jiu)必(bi)須提(ti)供(gong)更(geng)多的(de)氧氣以滿足(zu)火(huo)焰(yan)燃燒(shao)，結果(guo)就(jiu)使得(de)測(ce)得(de)的(de)氧濃(nong)度(du)數(shu)值逐漸增(zeng)大。由此，應將受(shou)檢(jian)樣(yang)品的長(chang)度規定為壹(yi)特定值而非壹(yi)範(fan)圍(wei)值，以減(jian)小室內環境(jing)空氣流動對儀(yi)器(qi)圓筒(tong)內燃(ran)燒(shao)狀況的影響(xiang)程(cheng)度(du)。