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1、阻燃科学阻燃科学(kxu)与技术与技术第一页,共56页。塑料(slio)阻燃性能测试方法和标准v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(xngwi),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。v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。第二页,共56页。v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
2、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(ji gu)。v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(ji gu)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。第三页,共56页。塑料塑料(slio)点燃性和可燃性的测定点燃性和可燃性的测定v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。v塑料点燃温度(wnd)的测定v点燃温度(wnd)-在规定试验条件下,塑料分解放出可燃气
3、体,经外界火焰点燃并维持燃烧一定时间的最低温度(wnd)。v装置-Sketchkin 仪v材料-粒料或1.9cm1.9cm的方片材第四页,共56页。Sketchkin 仪构造(guzo)图第五页,共56页。v测试-在400高温下,先调好空气(kngq)流速,待空气(kngq)温度恒定,降低试样盘位置,使之进入炉内,然后立即开始计时,并点燃引火源。v若试样在5min内点燃,则降低空气(kngq)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(kngq)温度,重新测试。记录发生闪光的最低空气(kngq)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
4、需点火源。第六页,共56页。v塑料极限氧指数的测定塑料极限氧指数的测定(LOI,Limited Oxygen Index)v在规定条件下,试样在氮、氧混合气体中,维持平衡在规定条件下,试样在氮、氧混合气体中,维持平衡燃烧所需的最低氧浓度燃烧所需的最低氧浓度(nngd)(体积百分含量)。(体积百分含量)。v装置装置-氧指数仪(玻璃燃烧筒、试样夹、流量和测定氧指数仪(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。流,其上有一金属网,用以承接试样燃烧时的滴落物。第七页,共56页
5、。1.试样试样2.夹具夹具3.点火器点火器4.金属丝网金属丝网5.支架支架(zhji)6.柱内玻璃珠柱内玻璃珠7.铜底盘铜底盘8.三通管三通管9.截止阀截止阀10.支持器内小孔支持器内小孔11.压力表压力表12.精密压力调节器精密压力调节器13.过滤器过滤器14.针形阀针形阀15.转子流量计转子流量计氧指数测定仪氧指数测定仪第八页,共56页。v测量-测试时,将试样垂直(chuzh)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。第九页,共56页。v塑料可燃性的
6、测定(塑料可燃性的测定(UL94可燃性试验)可燃性试验)v此法用于测定按一定位置放置的塑料被施加火焰后的行此法用于测定按一定位置放置的塑料被施加火焰后的行为为(xngwi),用以衡量塑料的可燃性。,用以衡量塑料的可燃性。vUL94可燃性测试是由美国保险业研究室开发的,它是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。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可燃性试验包括下述4个测试方法。个测试方法。v(1)材料分类为)材料
7、分类为94HB的水平燃烧试验的水平燃烧试验v装置装置-测试炉、燃烧器、金属丝网测试炉、燃烧器、金属丝网v试样试样-130mm13mm第十页,共56页。水平(shupng)烧试验装置示意图第十一页,共56页。v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置。然后把试样从燃烧器处移开。若不到(b do)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。v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。v对厚为3-
8、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。第十二页,共56页。v(2)材料分类为)材料分类为94V-0,94V-1及及94V-2的垂直燃的垂直燃烧试验烧试验v试样试样-130mm13mmv测定测定-将本生灯置于垂直放置的试样下端,点火将本生灯置于垂直放置的试样下端,点火10s(蓝色火焰蓝色火焰(huyn)高高8.5mm),然后移走火源,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,则重新点燃试样内自熄,则重新点燃试
9、样10s,记录火源移走后试,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。否产生有焰溶滴和熔滴是否引燃脱脂棉。第十三页,共56页。vUL 94V-0、V-1、V-2垂直燃烧测定(cdng)判别指标试样燃烧行为V-0V-1V-2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/s5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52103050否否523060250否否523060250是否第十四页,共56页。v中国适用于塑料的垂直燃
10、烧测定方法(GB4609-84)与UL94 V-0、V-1、V-2级材料(cilio)测定方法基本相同。vGB4609-84垂直燃烧测定判别标准试样燃烧行为V-0V-1V-2每个试样第一次施加火焰离火后有焰燃烧时间/s每个试样第二次施加火焰离火后无焰燃烧时间/s每组5个试样施加10次火焰离火后有焰燃烧时间总和/s每个试样有焰燃烧或无焰燃烧蔓延到夹具的现象每个试样滴落物是否引燃脱脂棉103050 无 否3060250 无 否3060250 无 是第十五页,共56页。v塑料耐灼燃性的测定(塑料耐灼燃性的测定(ASTM D757,GB2407-80)v用于在实验室条件下评定硬质塑料的耐灼燃性能,系令
11、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。烧行为。v装置装置-炽热棒试验炽热棒试验(shyn)仪仪v炽热棒由碳化硅制成,其炽热部分直径炽热棒由碳化硅制成,其炽热部分直径8mm,长,长100mm,水平固定在陶瓷或石棉制成的绝缘板上。绝,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(定温度为(950
12、10)。v试样试样-(1255)mm(100.2)mm(40.2)mm第十六页,共56页。第十七页,共56页。v测定-试验前,首先在试样宽面距点火端25mm和100mm处各划一条标线,然后将炽热棒支架转离垂直位置,而把定位棒转到试验时炽热棒的位置。将试件水平固定于试样夹中,调整试样夹及立杆位置,以便使试样的长轴线垂直于定位棒。当试件端的中心线与棒接触后,再将定位棒转回原位。v试验时,将炽热棒加热到(95010),再转动支架使炽热棒与试件接触并开始计时。3min后将炽热棒转离。从开始计时起详细观察试件有无可见火焰。如果试件有焰燃烧,则记录(jl)火焰前沿从第一标线到第二标线所需的时间,并计算其燃
13、烧速度。若火焰前沿未达到第二标线前就熄灭,记录(jl)燃烧长度。第十八页,共56页。v测定泡沫塑料测定泡沫塑料(pomslio)可燃性的大型试验可燃性的大型试验(CAL TB133法)法)v用于测定公共场所和具有高度危险场所的座椅沙发用于测定公共场所和具有高度危险场所的座椅沙发(聚氨酯泡沫塑料(聚氨酯泡沫塑料(pomslio))阻燃性的大型燃)阻燃性的大型燃烧试验。烧试验。v装置装置-燃烧试验室,燃烧试验室,3.66m(长)(长)3.05m(宽)宽)2.44m(高)。门外装有排气罩,罩上接直径高)。门外装有排气罩,罩上接直径0.41m排气管和洗气管。排气管上装有热电偶温度计、流排气管和洗气管。
14、排气管上装有热电偶温度计、流速计、烟雾计及燃烧气体取样器。在试验室天花板速计、烟雾计及燃烧气体取样器。在试验室天花板上也装有热电偶温度计及燃烧气体取样品。上也装有热电偶温度计及燃烧气体取样品。v试样试样-聚氨酯泡沫塑料聚氨酯泡沫塑料(pomslio)座椅沙发实物座椅沙发实物或座垫实物。或座垫实物。第十九页,共56页。v测定-测定前,试件应在21,相对湿度低于55%下保持48h。试验时试件系平稳放置于室内一角的称量台上,以四方形丙烷点火器点燃试件80s。v满足下述两组试验结果的材料可通过TB133试验:v第一组:v天花板下气体(qt)温度上升值111.1;v室中心1.22m高处气体(qt)温度上
15、升值27.8;v室中心1.22m高处烟雾不透明度75%;v室内气体(qt)中一氧化碳含量大于或等于0.1%的时间不超过5min;v试件10min内燃烧失重1.36kg。第二十页,共56页。v第二组:v试件燃烧热释放率80kw;v试样10min内总散热量25MJ;v室中心1.22m高处(o ch)烟雾不透明度75%;v室内气体中一氧化碳含量大于或等于0.1%的时间不超过5min。第二十一页,共56页。第二十二页,共56页。塑料可燃性的其他塑料可燃性的其他(qt)的方法的方法v(1)灼热(zhur)丝试验法v(2)针焰试验法v(3)电缆可燃性试验第二十三页,共56页。塑料塑料(slio)火焰传播速
16、度的测定火焰传播速度的测定v火焰(huyn)传播速度可用于衡量材料的火灾危险性,常用隧道法及辐射板法测定。v隧道法(ASTM E 84、NFPA 255、UL 723)vUL Steiner 隧道法是目前应用最广泛的方法。v所用设备为一长为7.62m,开口端横截面积为0.45m0.30m的内衬耐火砖的钢槽,槽侧有窗口。火源为两个煤气灯。v试样-7.62m0.50m,厚度不限。第二十四页,共56页。隧道隧道(sudo)(sudo)法装置示意图法装置示意图第二十五页,共56页。v测定-将试样置于钢槽顶下,并由内壁支撑,以在槽中形成一平顶。点燃试样,根据火焰通过窗口的时间估计火焰传播速度,同时通过测
17、光表上光的衰减估计烟密度。v其方法是以窗口距离(jl)对火焰通过窗口的时间作图,得到火焰传播速度曲线;以光吸收率对时间作图,得到光密度变化曲线。根据此两曲线下的面积与红橡木试样所得同类曲线下面积之比(红橡木的测定值人为地定为100),可分别计得火焰传播指数FSI和烟扩展指数。由UL 723测定的材料的FSI值介于0到200之间,FSI值越小的材料,火灾危险性越小。高层建筑和楼道,应采用FSI25的材料,FSI=25-100的材料只能用于防火要求不甚严格的场所,而FSI100的材料不符合阻燃要求。第二十六页,共56页。v辐射板法(ASTM E162)v辐射板法是实验室最广泛使用的火焰传播速度测定
18、方法之一。虽然它不能作为评定建筑规范的基础,但能比较材料暴露在规定辐射热能下的表面燃烧性能(xngnng)。v测试装置-由带有空气和煤气源的辐射面板、试样夹持器、引燃室、排气管、热电偶、带有抽风机的通风柜、辐射高温计、计时器和自动电位计记录仪所组成。v试样-46cm15cm2.5cm第二十七页,共56页。第二十八页,共56页。v测定:测试前,试样必须在78下干燥24h,然后在40和50%相对湿度下,处理至平衡。试样固定在试样夹持器上,并与温度为688、大小为30cm46cm的直立辐射面板成300角。用位于(wiy)试样顶部的引燃源点燃试样。试样被点燃后,火焰沿辐射加热面向下传播,直至火焰传播至
19、0.38m处或经15min后停止试验。测定火焰到达这一标记的时间(火焰每移动7.6cm,即记录一次时间)和烟道气的温度。再计算出火焰传播因子和放热因子,两者的乘积视为火焰传播指数FSI。由ASTM 162 测得的材料的FSI值也是介乎0到200之间。此外,辐射板法试验还要观察是否有熔滴产生,以及熔滴是否继续燃烧。第二十九页,共56页。塑料释热性塑料释热性(r xn)的测定的测定v锥形量热仪法(锥形量热仪法(ISO5660-1、ASTM E 1354)v锥形量热仪法是目前采用最广泛的测定塑料锥形量热仪法是目前采用最广泛的测定塑料(slio)释热速度的方法。将试样置于加热器下部释热速度的方法。将试
20、样置于加热器下部加热,因为加热器为圆锥形,故名锥形量热仪。它加热,因为加热器为圆锥形,故名锥形量热仪。它通过测定材料燃烧时所消耗的氧量来计算试件在不通过测定材料燃烧时所消耗的氧量来计算试件在不同外来辐射热作用下燃烧时所放出的热量,因为高同外来辐射热作用下燃烧时所放出的热量,因为高聚物试件燃烧时,每消耗聚物试件燃烧时,每消耗1kg氧气,将放出氧气,将放出13.1MJ热量。热量。v试样试样-100mm100mm50mm第三十页,共56页。锥形量热仪第三十一页,共56页。v测试-加热器功率:25kW/m2、35kW/m2、50kW/m2、75kW/m2或100kW/m2。测定时,试件与加热器的距离为
21、25cm,点火器置于试件上部13cm处,废气鼓风机流量(liling)约为0.024m3/s。v测试时,通过排气罩排出全部燃烧气体。由废气采样管收集废气试样,在气体分析器中分析其中的氧、一氧化碳和二氧化碳含量。第三十二页,共56页。v锥形量热仪测定的主要参数有:点燃时间、热释放速率、总热释放量、有效燃烧热、质量损失速率、产烟速率、CO和CO2产率及浓度等。v点燃时间v点燃时间(Time to Ignition,简称TTI),是指在设定的辐射强度下从材料表面受热(shu r)到表面产生持续有焰燃烧所需要的时间。TTI可以用于评价和比较材料的耐火性能,TTI越长,表明材料在实验条件下越不易点燃,材
22、料的阻燃性能就越好,但点燃时间不能单独用来评价材料的阻燃性能,特别是有些阻燃体系(如催化成炭体系)点燃时间往往提前,点燃时间相比未阻燃体系短,但实际阻燃性能要好于未阻燃体系。第三十三页,共56页。v热释放速率v热释放速率(Heat Release Rate,简称HRR),是指材料被点燃后,单位面积试样释放热量的速率,单位为KW/m2。锥形量热仪能给出材料燃烧过程中HRR随时间的动态变化,HRR的最大值称为热释放速率峰值(pkHRR)。热释放速度被认为是测量火灾发展和传播最重要的参数,它提供了火灾尺寸的量度,因此HRR也被称为火强度。vHRR或pkHRR越大,单位时间内燃烧反馈给材料表面(bio
23、min)的热量就越多,材料热解速度加快、挥发性可燃物生成量增多,从而加速了火焰的传播。因此HRR越大,材料在火灾中的危险性就越大。第三十四页,共56页。v总释热量v总热释放(shfng)量(Total Heat Release,简称THR),是指材料在燃烧全程中所释放(shfng)热量的总和,单位是MJ/m2。vTHR越大,材料燃烧所释放(shfng)出来的热量就越多,通常情况下火灾危险性就越大。将HRR与THR结合起来可对材料的阻燃性能给出更客观全面的评价。第三十五页,共56页。v有效燃烧热v有效燃烧热(Effective Heat of Combustion,简称EHC),是指在某一时刻测
24、得的热释放量与质量损失(snsh)量之比,单位是MJ/kg。EHC反映了材料热解产生的可燃性挥发物在气相火焰中的燃烧程度。vEHC增大表明材料损失(snsh)单位质量产生的可燃性挥发物在气相中燃烧产生的热量增多,燃烧更完全。EHC减小说明材料损失(snsh)单位质量产生的可燃性挥发物少,或者可燃性挥发物在气相中燃烧不完全。通常气相阻燃机理由于挥发物燃烧不完全,EHC比未阻燃材料小,而凝聚相阻燃对气相燃烧的抑制作用较小,因而与未阻燃的材料相比,EHC基本相同。因此将HRR与EHC结合有助于研究阻燃机理的类型。第三十六页,共56页。v烟比率v烟比率(Smoke Rate,简称SR),是烟道中尾气的
25、瞬时消光系数k,k=L-1ln(I0/I),单位m-1。I0、I分别表示入射光和透射光的强度,L代表穿过烟道的光路长度(单位m)烟比率SR随时间的变化则反映了烟道中“烟浓度”的变化。v比消光面积v比消光面积(Specific Extinction Area,简称SEA),表示实验条件下消耗单位质量的材料所产生的烟量,单位m2/kg(以面积计)vSEA=kv/MLR,k是消光系数,V是烟道中尾气的体积流速(单位m3/s),MLR为质量损失(snsh)速率(单位kg/s)。第三十七页,共56页。v产烟速率(sl)v产烟速率(sl)(Smoke Production Rate,简称SPR),表示实验
26、条件下试样燃烧时产生烟量的速率(sl),单位m2/s(以面积计)。锥形量热仪可以给出材料燃烧过程中SPR随时间的动态变化。v总烟释放量v总烟释放量(Total Smoke Release,简称TSR),表示在实验条件下试样在燃烧全过程中所释放烟量的总和。第三十八页,共56页。v质量损失速率v质量损失速率(Mass Loss Rate,简称MLR),表示在实验条件(tiojin)下试样在燃烧过程中质量的减小速率。单位g/s。MLR反映了材料在实验热辐射条件(tiojin)下热解反应的速度。v残余物质量Massv残余物质量Mass,是实验过程中某一时刻试样的残余质量,单位g。当各个试样的厚度和密度
27、相同或接近时,Mass可用于比较各个试样在高温燃烧时的热稳定性。第三十九页,共56页。vCO浓度COVvCO浓度COV,是尾气中CO的体积比,单位ppm。COV随时间变化,反映了试样在实验条件下产生的尾气中CO浓度随时间的变化关系。CO中毒是火灾事故中导致人员伤亡的主要原因,CO是评价(pngji)尾气毒性一个很重要的指标,COV越大,尾气的毒性越大。vCO产率COYvCO产率COY,表示消耗单位质量的材料所产生的CO的质量,单位kg/kg。第四十页,共56页。vCO2浓度CO2 VvCO2浓度CO2V,是尾气中CO2的体积比,单位%。CO2V随时间变化(binhu),反映了试样在实验条件下产
28、生的尾气中CO2浓度随时间的变化(binhu)关系。vCO2产率CO2Y vCO2产率CO2Y,是消耗单位质量材料所产生的CO2的质量之比,单位kg/kg。第四十一页,共56页。vOSU量热仪法量热仪法(ASTM E 906)v原理原理-将试样暴露于空气流及外部辐射热流下,当试样被将试样暴露于空气流及外部辐射热流下,当试样被点燃时,释热量随时间改变。试样背面系以水冷或隔热,点燃时,释热量随时间改变。试样背面系以水冷或隔热,如以水冷却时,可根据水流的温升计算通过试样背面的释如以水冷却时,可根据水流的温升计算通过试样背面的释热量。热量。v试样试样-15cm15cmv测定测定-试样垂直放置,与辐射板
29、的距离可为试样垂直放置,与辐射板的距离可为0-0.18m,最大最大热流量可为热流量可为100KW/m2,空气由入口以恒定流速通过机箱。,空气由入口以恒定流速通过机箱。记录空气入口和出口温度以及箱壁温度记录空气入口和出口温度以及箱壁温度(仪器则事先用已仪器则事先用已知的气体知的气体(qt)火焰标定火焰标定),根据每单位暴露表面的能量计,根据每单位暴露表面的能量计算释热速度。算释热速度。OSU量热仪也可测定烟和有毒气体量热仪也可测定烟和有毒气体(qt)(如如CO、CO2、NOx、HCN及及HBr)及氧耗量。及氧耗量。第四十二页,共56页。第四十三页,共56页。塑料塑料(slio)生烟量的测定生烟量
30、的测定v根据测定原理,可将生烟量测定方法分为两类,一类是光学法,一类是质量法。前者(qin zh)测定烟密度,后者测定烟尘质量。另外,烟量测定可在静态或动态下进行。第四十四页,共56页。v烟密度法(ASTM E662、GB8323-67)v装置-烟密度箱(辐射加热器、引燃器、光电测量(cling)仪表、记录仪)箱体尺寸:91cm91cm 63cm,加热器产生的热流量为25kW/m2。v试样-7.6cm7.6cm2.5cm v测定-试验时,令试样在箱内燃烧产生烟雾,并测定穿过烟雾的平行光束的透光率变化,再计算比光密度,即单位面积试样产生的烟扩散在单位容积烟箱单位光路长的烟密度(Ds)。A-试样试
31、样(sh yn)暴露面积,暴露面积,mm2V-烟箱容积,烟箱容积,mm3L-光路长,光路长,mmT-透光率,透光率,%第四十五页,共56页。v烟尘质量法v装置-Arapahoe烟尘测试仪v由从圆柱形燃烧室伸出的烟囱,设在烟囱顶部并与高容量真空系统相连的过滤器,位于燃烧室底部并与水平线成100角安装的小型本生灯和使试样以水平方向固定的试样固定器所组成。v测定-将试样暴露在火焰中30S(也可根据材料(cilio)的生烟量确定,一般以收集烟尘量10-40mg为宜),随即关掉本生灯,熄灭燃烧的试样。燃烧试样所生成的烟雾通过真空抽吸作用吸入烟卤,并收集在过滤纸表面。称出过滤纸质量即可确定沉积在过滤纸上烟
32、雾细粒的质量。同时测定试样的总烧毁质量和炭的质量,以烟尘百分比(烟尘质量/总烧毁质量)或炭的百分比(炭质量/总烧毁质量)表征材料(cilio)生烟量。第四十六页,共56页。第四十七页,共56页。塑料热裂解塑料热裂解(li ji)及燃烧产物腐蚀性及燃烧产物腐蚀性的测定的测定v有很多测定燃烧产物腐蚀性的方法,大多是在水平管式炉中燃烧试样,然后将燃烧产物溶于水中,再测定水溶液PH值或滴定其中的酸含量,以评价燃烧产物的腐蚀性。vIEC法vIEC754-1法:将0.5-1g材料置于水平炉中,以20/min速度升温至800,然后保持20min。此时空气以恒定的流速通过(tnggu)燃烧管,并将燃烧产物送入
33、装有去离子水的鼓泡器中。再用硝酸银标准液滴定鼓泡器中的水溶液,以确定单位质量试样生成的氢卤酸量(g/g)。第四十八页,共56页。v对卤素含量特别低或者是无卤的阻燃材料,采用IEC 754-2方法,即将阻燃材料置入已加热至935的炉中,试样量为1g,燃烧(rnsho)时间为30min。燃烧(rnsho)产物用鼓泡器中的水所吸收,再测定吸收液的PH值及导电性,以评价燃烧(rnsho)产物的腐蚀性。vUTE法vUTE C 20-453法规定将阻燃材料试样在一封闭小室中燃烧(rnsho),再测定放置于此室的铜丝或其他电气线路的电阻变化,以评估燃烧(rnsho)产物的腐蚀性。它能直接估测燃烧(rnsho
34、)气态产物对实际电气元件的影响。第四十九页,共56页。vISO法(法(ISO11907-2)v将将600mg粒状阻燃材料试样粒状阻燃材料试样(sh yn)在坩埚内用电在坩埚内用电阻法加热至阻法加热至800,燃烧产物密闭于一容积为,燃烧产物密闭于一容积为20L的密的密闭室内,室内温度为闭室内,室内温度为50,相对湿度为,相对湿度为65%。室内置。室内置有腐蚀性检测仪,当检测仪的铜线路遭受燃烧产物的有腐蚀性检测仪,当检测仪的铜线路遭受燃烧产物的腐蚀时,电阻发生变化,此变化值即可表征燃烧产物腐蚀时,电阻发生变化,此变化值即可表征燃烧产物的腐蚀程度。的腐蚀程度。vASTM法(法(ASTM D5485)
35、v采用锥形量热仪测定阻燃材料燃烧产物的腐蚀性。将采用锥形量热仪测定阻燃材料燃烧产物的腐蚀性。将以锥形火焰燃烧试样以锥形火焰燃烧试样(sh yn)所得产物通入容积为所得产物通入容积为112L的小室中,室内安装有腐蚀检测器,它包括两个的小室中,室内安装有腐蚀检测器,它包括两个电气元件,其中一个被保护而不接触燃烧产物,另一电气元件,其中一个被保护而不接触燃烧产物,另一个则暴露于燃烧产物中。两者构成桥式线路,当暴露个则暴露于燃烧产物中。两者构成桥式线路,当暴露元件被腐蚀后,线路电阻变化,此变化即反映燃烧产元件被腐蚀后,线路电阻变化,此变化即反映燃烧产物的腐蚀性。物的腐蚀性。第五十页,共56页。塑料塑料
36、(slio)热裂解及燃烧产物毒性的热裂解及燃烧产物毒性的测定测定v材料燃烧产物的毒性可用化学法、生理法及生物法测定,但最常用的是生物试验法。v匹兹堡大学生物试验法v基本原理:燃烧一定量的材料,并将大鼠置于燃烧气态产物中,再观察大鼠的受害情况。实验装置包括动物暴露(bol)室、燃烧炉及其他部件(如泵、流量计、过滤器、冰浴、重量敏感元件、程序装置及记录器。第五十一页,共56页。v测定-试验开始前,4只大鼠均先在暴露室停留10min,此时应往暴露室鼓入新鲜空气(kngq)。此举的目的是使大鼠适应暴露室的环境。v第一次试验用试样量为10g。当试样失重达1%时(应记录此时温度),将暴露室与燃烧炉相连,并
37、开始计算暴露时间(总暴露时间曾30min)。以负压往暴露室吸入空气(kngq),流速为20L/min。大鼠在暴露室中停留30min后,将其移出,检验其眼睛角膜的不透明度,记录大鼠死亡数。v重复上述试验,但改变试样用量,以求得试样量与燃烧产物毒性的关系曲线(至少应求得4点。第五十二页,共56页。vNBS法(法(1982年)年)v在一小型炉内令在一小型炉内令8g试样燃烧,加热试样的温度先是高试样燃烧,加热试样的温度先是高于其自燃温度于其自燃温度25,然后是低于其自燃温度,然后是低于其自燃温度25。此。此小型炉系安装小型炉系安装(nzhung)于容积为于容积为0.2m3的测试室内,的测试室内,试样燃
38、烧生成的产物在室内循环流动,其毒性用化学试样燃烧生成的产物在室内循环流动,其毒性用化学分析法或生物法测定。分析法或生物法测定。vUS辐射燃烧产物毒性测定法(辐射燃烧产物毒性测定法(1986年)年)v也采用也采用NBS法的测试室,但以辐射加热器燃烧试件法的测试室,但以辐射加热器燃烧试件(125mm76mm51mm),该加热器则安装,该加热器则安装(nzhung)于烟箱之下,加热器最大热流量是于烟箱之下,加热器最大热流量是50kw/m2。其毒性用化学分析法或生物法测定。其毒性用化学分析法或生物法测定。第五十三页,共56页。vDIN53436/53437法法v采用直径为采用直径为40mm的管式炉,在
39、预定的加热温度、气的管式炉,在预定的加热温度、气体流速和氧气浓度下加热试样。测定时,管式炉在试体流速和氧气浓度下加热试样。测定时,管式炉在试件上方与气流反向移动。试件可在氮气或空气件上方与气流反向移动。试件可在氮气或空气(kngq)中于中于300、400、500 及及600 下热解。下热解。热解产物的毒性可用化学分析法或动物法测定,但如热解产物的毒性可用化学分析法或动物法测定,但如用动物法测定,则应用空气用动物法测定,则应用空气(kngq)稀释热裂产物。稀释热裂产物。此法也可用于测定材料在此法也可用于测定材料在100-200 间分解产物的毒间分解产物的毒性。性。第五十四页,共56页。大型大型(
40、dxng)燃烧试验燃烧试验v大型燃烧试验用于一些建材产品,如墙壁、地板、天花板等。试件尺寸可达2.5m2.5(4)m,加热试件温度可达1200。ISO9705(1998)规定在燃烧室中测定墙面和天花板的可燃性,NT Fire 032规定采用大型锥形量热计测定家具的可燃性。vASTM E 1537(1995)及ASTM E 1590(1995)也是大型阻燃试验的标准,它们是在CAL112和CAL137基础上发展而成的。此两法在装有相关(xinggun)测量仪表的测试室内,燃烧家具座椅及床垫,并测定产品的释热速度、生烟性、质量损失速度及一氧化碳生成量。所得实验结果可用于估测一些复合结构在实际火灾中的行为。第五十五页,共56页。vASTM 3894规定在一个测试室内测定两块墙面(qin min)(1.22m0.61m)或一块墙面(qin min)加一板天花板(1.22m0.61m)或两块墙面(qin min)加一板天花板的燃烧情况,所用的点燃源为位于测试室下角的丙烷火焰,测温用热电偶则安装于试件表面的特定位置。实验中可测定火焰传播速度、最高温度和达到最高温度的时间。第五十六页,共56页。