極限氧指數影響因素及其測定儀的常見問題

一、影響極限氧指數的因素

1、校準氧指數儀

常見氧指數測試儀采用氧分析儀來直接測量氧濃度并直接數字顯示數值。在進行每次試驗之前,為了保證結果的準確無誤,按照要求對設備進行校準,校準過程是利用標準氣體進行。作者作為多年檢測人員,在校驗過程中發現如果只是打開“空氣校驗”旋鈕,通過調節“滿度”使數值顯示為21后,測量結果一般會偏高,主要是因為通過氧分析儀的空氣流速達不到規定要求。可以使用空氣壓縮機輸入壓縮空氣使其達到(40±2) mm／s的流速,然后調節“滿度”使數值顯示為21,從而保證校準的準確。

2、使用通風櫥

使用氧指數儀時由于材料的燃燒會產生大量煙塵,不僅污染環境而且對人體有較大的毒性,按照規定該實驗應在通風櫥中使用。但是要特別注意通風櫥的開啟時間問題。該問題主要是由于試驗過程中氧氮混合氣體以(40±2) mm／s的流速通過燃燒筒,如果打開通風櫥就會加快混合氣體在燃燒筒中的流速,從而導致結果偏高,影響結果準確性。正確的做法應該是在每次實驗完畢后開啟通風櫥,進行下一實驗時再關閉通風櫥。

3、清理燃燒殘余物

氧指數測定儀燃燒筒基座底部采用直徑3～5 mm的玻璃珠填充,填充高度為80～100 mm,目的是為了充分混合均勻氣體。試驗過程中有時會有灰燼、滴落物產生,有事會有大塊的燃燒殘渣直接落下,所以玻璃珠上方的金屬網正是為了防止滴落的燃燒碎片阻塞氣體入口而設置的。但是金屬網也不是的,隨著時間變長這些滴落的殘余物不可避免會堵塞金屬網眼,同時有些燃燒產生的熔融物質也會滲過金屬網造成玻璃珠板結,這些情況都會導致堵塞氣流使其不均勻。所以要定期清理和更換金屬網和玻璃珠,保證實驗數據的準確。

4、制備試樣的要求

標準中對試樣各方面有嚴格的要求,為了保證測試結果的準確性,制備試樣時應嚴格保證試樣的形狀、大小、取向方向、表面及內部情況。一般要求試樣應平整光滑,表面潔凈,不存在裂紋、氣泡、毛刺、飛邊等影響結果的缺陷。此外應按照要求對試樣進行前期養護,保證試樣在溫度(23±2) ℃,相對濕度(50±5)％條件下至少養護88 h。養護的主要目的是為了消除試樣的內應力,使樣品達到要求的平衡狀態,進而減少試驗偏差,保證結果的準確性。另外被測試樣的穩定性和均勻性也對檢測結果產生較大的影響,主要存在的問題是試樣的基料和添加的阻燃劑是否混合均勻。

5、點燃試樣的氣體要求

按標準要求點燃試樣的氣體應為在空氣中燃燒的純凈的丙烷氣體,但有時由于其他因素的影響,可能會使用常見的打火機氣(主要成分為丁烷)作為點燃氣體,但是氣體的種類也會在一定程度上影響氧指數的測試結果。根據文獻記載,丁烷的燃燒熱值為2653 kJ／mo1,而丙烷的燃燒熱值為2217.8 kJ／mol,所以兩種氣體燃燒時產生的火焰溫度也不同,燃燒丁烷產生的熱量更多,溫度也更高。當使用丁烷點燃試樣時,試樣更容易燃燒,對結果產生較大偏差。

6、溫度控制

點火方式是影響氧指數測試的一個非常重要的因素。當使用頂端點燃法時,標準要求火焰接觸試樣頂部的長時間為30 s,并每隔5 s移開火焰觀察試樣燃燒情況。這樣做的目的主要是防止給予試樣太多的熱量,影響終結果的判斷。另外長時間進行試驗時,樣條燃燒產生的熱量會使燃燒筒的溫度逐步提高,有的甚至可以達到80 ℃～ 90℃。這時如果繼續用發熱的燃燒筒進行試驗就會提高燃燒筒里流過的氣流溫度,進而降低測試結果。所以在試驗過程中配備2～3個燃燒筒,試驗中輪換進行試驗,保證試驗的溫度。

7、儀器設備的影響因素

正常情況下,我們可以從檢定校準證書,說明書等資料中得到儀器的分辨率、精度、靈敏度等,從而得到儀器的不確定度。同時還應考慮到以下因素:出氣口蓋的密封性;進出氣管是否堵塞;壓力表和流量計是否正常運行;管路的氣密性;開關彈簧是否堵塞。

二、極限氧指數測定儀的常見問題

1、氧指數測試儀或極限氧指數測定儀是用來測試什么的？

用來測試材料的極限氧指數，以評價材料的燃燒性能， 適用的材料范圍包括均質固體材料、層壓材料、泡沫材料、軟片和薄膜等。

2、氧指數測試儀適用的標準是什么？

ISO 4589-2，ASTM D2863，GB/T 2406，GB/T 5454

3、氧指數和極限氧指數分別是什么意思，有什么意義？

極限氧指數是指在規定的試驗條件下，氧氮 混合物中材料剛好保持燃燒狀態所需要的低氧濃度，也稱為限氧指數、氧指數。值得注意的是，氧指數并不是指氧氣占氧氣氮氣混合氣體的體積分數，此為氧濃度值。
氧指數高表示材料不易燃燒，氧指數低表示材料容易燃燒，一般認為氧指數<22屬于易燃材料，氧指數在22---27之間屬可燃材料，氧指數>27屬難燃材料。

4、氧指數測試儀的原理？

試樣垂直固定在向上流動的氧、氮混合氣體的透明燃燒筒里，點燃試樣頂端，觀察試樣的燃燒特性，把試樣連續燃燒時間或試樣燃燒長度與給定的極限值相比較，通過在不同氧濃度下的一系列試驗，測得維持燃燒時以氧氣百分含量表示的低氧深度值。

5、極限氧指數怎么計算？

以體積百分數表示極限氧指數 LO I， 按以下式子計算：
LO I  = cF十K d
式中： LO I— 極限氧指數， ％；
CF一測試時的后一個氧濃度， 取小數一位， ％；
d一測試時兩個氧濃度之差， 取小數一位， ％；
K 一 系數，查表得到。
報告LO I時， 取小數一位， 計算標準差e時， LO I應計算到小數二位。

6、極限氧指數測試時K值如何確定？

如果進行試驗測得的后五個氧指數值， *個反應符號是“X”， 在下表*欄中找出所對應的后五個測定的反應符號， 從（a） 項中再找出“ O ” 數目相應的K 值數。
如果進行試驗測得的后五個氧指數值， *個反應符號是“ O ， 在表中 第 6 欄中找出所對應的后五個測定的反應符號， 從（b）項中再找出“X” 數 目相應的 K 值系數 ， 但 K 值數的符號與表中正負數的符號相反。