塑料燃燒性能的測定（氧指數法）

氧指數（OI） 是指在規定的條件下，材料在氧氮混合氣流中進行有焰燃燒所需的最低氧濃度。以氧所占的體積百分數的數值來表示。氧指數高表示材料不易燃燒，氧指數低表示材料容易燃燒。在所規定的試驗條件下在室溫下材料在O2、N2混合氣體中剛好維持發焰燃燒時的最小氧濃度以體積的百分率表示。其氧指數越高表明阻燃性能越好。氧指數的數值與材料本身的特性、阻燃劑的種類和添加量有關，添加合適的阻燃劑可以提高產品的氧指數，從而提高產品的阻燃性能。

? 測試原理

將試樣垂直固定于透明燃燒筒中的試樣夾上，在氧、氮混合氣通過透明燃燒筒時，點燃試樣的上端，觀察試樣的燃燒情形。把試樣連續燃燒的時間或試樣燒損的長度與為這種燃燒所規定的極限比較，在不同的氧濃度下依次試驗，以測定最低氧濃度，或者在不同的氧濃度中試驗一組試樣，以測定最低氧濃度。

?常見材料氧指數

? 測試設備

根據國家標準GB/T 2406.2-2009要求，氧指數燃燒性測試所用儀器主要由燃燒筒、試樣夾、氣源、氣體流量控制系統、點火器、計時裝置、排煙系統等組成。

? 測試標準

?  GB 8624-2012建筑材料及制品燃燒性能分級

?  TB/T 3138-2018機車車輛用材料阻燃技術要求

?  GB 38262-2019客車內飾材料的燃燒特性

?  JT/T 1095-2022營運客車內飾材料阻燃特性

?  FZ/T 50016-2011粘膠短纖維阻燃性能試驗方法氧指數法

?  FZ/T 50017-2011滌綸纖維阻燃性能試驗方法氧指數法

?  FZ/T 50029-2015合成纖維原料切片阻燃性能試驗方法氧指數法

?  GB/T 16581-1996絕緣液體燃燒性能試驗方法氧指數法

?  GB/T 2406.1-2008塑料用氧指數法測定燃燒行為第1部分：導則

?  GB/T 2406.2-2009塑料用氧指數法測定燃燒行為第2部分：室溫試驗

?  GB/T 5454-1997紡織品燃燒性能試驗氧指數法

?  GB/T 8924-2005纖維增強塑料燃燒性能試驗方法氧指數法

?  NB/SH/T0815-2010瀝青燃燒性能測定氧指數法

?  TB/T 2919-1998織物燃燒氧指數試驗方法

? 測試要求

GB 8624-2012建筑材料及制品燃燒性能分級中規定，建筑材料和建筑用制品的氧指數OI≥26%的，為可燃材料，氧指數≥30%的，為難燃材料。

TB/T 3138-2018機車車輛用材料阻燃技術要求規定，機車車輛用各類材料的氧指數要求，如下表：

GB 38262-2019客車內飾材料的燃燒特性和JT/T 1095-2022營運客車內飾材料阻燃特性的氧指數要求，如下表：

?試樣準備

?  材料:木材、塑料、織物。

?  試樣尺寸:自撐材料每個試樣長寬高等于(120mm)x(6.5±0.5mm)x(3.0±0.5mm)，非自撐材料長≥150mmx寬≥48mm。

?  試樣數量:每組應制備10個標準試樣。

? 影響因素

氣體流速：試驗時，氣體流速越大，單位時間內通過燃燒筒的氧氣量越大，這將有助于試樣的燃燒:而另一方面，過大的氣體流速，帶走大量熱量，影響燃燒。

氧濃度控制和純度：氧濃度的提高有利于試樣的燃燒，反之，則不利于試樣的燃燒。為此，氧濃度的控制及氣體系統接頭應定期校驗。通常我們將試驗用氧氣、氮氣的純度當作100%，但是作為工業用氣，有一定誤差。純度越低，誤差越大;另外鋼瓶內壓力的下降對氧的濃度也有影響。

試樣尺寸及制備：試樣燃燒的速率與試樣形狀、尺寸及制備方法有關。如試樣的厚度越小越易點燃和燃燒。又如試樣材料的不均勻將導致點火的難易和燃燒行為的不同。因此，試樣尺寸應精確測量并在規定范圍內。在要求嚴格時，就應考慮試樣的制備方法及其預處理。

壓強控制：有些聚合物其氧指數表現對減壓敏感，這可能由于通過不斷除去產物而使聚合物的降解加速。

溫度：溫度對氧指數有很大的影響，在室溫下溫度對氧指數的影響不大。在高溫下各種聚合物氧指數對溫度的關系各不相同。

增塑劑和填料：氧指數的試驗值總是趨近最易揮發組分的氧指數,即增塑劑的氧指數。

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