塑料阻燃性能测试方法和标准

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阻燃科学与技术

塑料阻燃性能测试方法和标准

塑料阻燃性能测试方法和标准现行的大多数评价材料阻燃性能的测试方法，大都 是小型试验(bench scale),其试验结果不能用来 全面衡量材料在真实火灾中的实际行为，而只能用 来在试验条件下相对比较不同材料的阻燃性，且即 使这种比较也是有一定局限的。 这种小型测定法仍然为各国所普遍采用和用于工业 产品阻燃性能的评价，并已为国际和一些国家组织 颁发为标准。

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为了获得材料在实际火灾中的真实行为或接近真实 的行为，一些国家已经或正在建立大型试验法，特 别是模拟直正火灾的大型试验，并建立计算机模型。 不过，这种大型试验费时很多，耗资巨大，非一般 实验室力所能及。另外，有些大型试验，目前也还 是经验性的，并不总能得出令人满意的结果。 现在，人们还在通过多种物理和数学模型，以期能 由一些小型试验结果来推测材料在真实火灾中的行 为，但这肯定是一个比较复杂的问题，不过现正获 得进展。

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塑料点燃性和可燃性的测定材料的点燃性是与点火源有关的，它表征材料引发 火灾的概率。材料的可燃性是指材料进行有焰燃烧 的能力。在规定的试验条件下，能进行有焰燃烧的 材料，归为可燃材料。 塑料点燃温度的测定 点燃温度-在规定试验条件下，塑料分解放出可燃气 体，经外界火焰点燃并维持燃烧一定时间的最低温 度。 装臵-Sketchkin 仪 材料-粒料或1.9cm×1.9cm的方片材

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Sketchkin 仪构造图

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测试-在400℃高温下，先调好空气流速，待空气温 度恒定，降低试样盘位臵，使之进入炉内，然后立 即开始计时，并点燃引火源。 若试样在5min内点燃，则降低空气温度，更换试样， 重新测试。相反，若试样在5min内仍不点燃，则提 高空气温度，重新测试。记录发生闪光的最低空气 温度。即试样最低闪燃温度。试样自燃温度可采用 与上述相类似的方法测定，但无需点火源。

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塑料极限氧指数的测定(LOI, Limited Oxygen Index)

在规定条件下，试样在氮、氧混合气体中，维持平 衡燃烧所需的最低氧浓度(体积百分含量)。 装臵-氧指数仪(玻璃燃烧筒、试样夹、流量和测定 控制系统):燃烧筒底部填充一层玻璃珠用以平衡 气流，其上有一金属网，用以承接试样燃烧时的滴 落物。

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1.试样 2.夹具 3.点火器 4.金属丝网 5.支架

6.柱内玻璃珠7.铜底盘 8.三通管 9.截止阀 10.支持器内小孔

氧指数测定仪

11.压力表 12.精密压力调节器 13.过滤器 14.针形阀 15.转子流量计

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测量-测试时，将试样垂直地装于试样夹上，从燃烧 筒底部通入氧、氮混合气，以点火器从上端点燃

试 样，改变混合气中氧浓度，直至火焰前沿恰好达到 试样的标线为止。由此计算材料氧指数，并以3次 试验结果的算术平均值为测定值。

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塑料可燃性的测定(UL94可燃性试验) 此法用于测定按一定位臵放臵的塑料被施加火焰后 的行为，用以衡量塑料的可燃性。 UL94可燃性测试是由美国保险业研究室开发的，它 是广泛使用和经常引用的塑料可燃性测试方法之一。 可用来初步评价被测塑料是否适合于某一特定的应 用场所。UL94可燃性试验包括下述4个测试方法。 (1)材料分类为94HB的水平燃烧试验 装臵-测试炉、燃烧器、金属丝网 试样-130mm×13mm

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水平烧试验装臵示意图

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测定-点燃燃烧器，产生25mm高的蓝色火焰。从试 样的边缘到6.4mm处受火焰灼烧30S,燃烧时不改 变燃烧器位臵。然后把试样从燃烧器处移开。若不 到30s试样就燃烧到25mm标记处，则撤去火焰。若 撤走火焰后，试样仍继续燃烧，则测定火焰前沿到 25mm标记处(从试样自由端算起)所需时间，并 计算燃烧速度。 每个样品应测定5个试样，并取最大的燃烧速度或 燃烧长度作为材料评定标准。 对厚为3-13mm的试样，如燃烧速度不大于 38mm/min;或对厚小于3mm试样，燃烧速度不大 于76mm/min;或试样燃烧100mm前火即熄灭，则 该塑料可划归94HB级。

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(2)材料分类为94V-0,94V-1及94V-2的垂直燃 烧试验 试样-130mm×13mm 测定-将本生灯臵于垂直放臵的试样下端，点火 10s(蓝色火焰高8.5mm),然后移走火源，记录试 样有焰燃烧时间；如试样在移走火源后30S内自熄， 则重新点燃试样10s,记录火源移走后试样有焰燃 烧和无焰燃烧的续燃时间，同时观察是否产生有 焰溶滴和熔滴是否引燃脱脂棉。

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UL 94V-0、V-1、V-2垂直燃烧测定判别指标V-0 V-1 5 2 10 30 50 否 否 5 2 30 60 250 否 否 V-2 5 2 30 60 250 是 否

试样燃烧行为 试样数 点燃次数 每次点燃后单个试样最长有焰燃烧时间/s 第二次点燃后单个试样最长无焰燃烧时间/s 5个试样10次点燃后最长有焰燃烧总时间/s 有无熔滴和熔滴是否引燃棉花 是否燃烧到固定夹

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中国适用于塑料的垂直燃烧测定方法(GB4609-84) 与UL94 V-0、V-1、V-2级材料测定方法基本相同。 GB4609-84垂直燃烧测定判别标准 试样燃烧行为 V-0 V-1 ≤30 ≤60 ≤250 无 否 V-2 ≤30 ≤60 ≤250 无 是 每个试样第一次施加火焰离火后有焰燃烧时间/s每个 ≤10 试样第二次施加火焰离火后无焰燃烧时间/s ≤30 每组5个试样施加10次火焰离火后有焰燃烧时间总和/s ≤50 每个试样有焰燃烧或无焰燃烧蔓延到夹具的现象 无 每个试样滴落物是否引燃脱脂棉 否

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塑料耐灼燃性的测定(ASTM D757,GB2407

-80) 用于在实验室条件下评定硬质塑料的耐灼燃性能， 系令一炽热棒与被测塑料接触一定时间，然后观察 材料的燃烧行为。 装臵-炽热棒试验仪 炽热棒由碳化硅制成，其炽热部分直径8mm,长 100mm,水平固定在陶瓷或石棉制成的绝缘板上。 绝缘板可以沿与试样相垂直的水平轴转动，以使炽 热棒便于离开或接触试件。炽热棒采用直流或交流 电加热，稳定温度为(950±10)℃。 试样-(125±5)mm×(10±0.2)mm×(4±0.2)mm