發(fā)布日期：2022-11-24 10:39 瀏覽次數(shù)：
本標準規(guī)定了在實驗室環(huán)境下測定橡膠燃燒性能的兩種方法：氧指數(shù)法（方法A）和垂直燃燒法（方法B）。
本標準適用于在實驗室環(huán)境下評定橡膠材料的燃燒性能及阻燃性能，不適用于評定實際使用條件下橡膠材料的著火危險性。
下列文件中的條款通過本標準的引用而成為本標準的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單（不包括勘誤的內(nèi)容）或修訂版均不適用于本標準，然而，鼓勵根據(jù)本標準達成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本標準。
GB/T 2941-2006 橡膠物理試驗方法試樣制備和調(diào)節(jié)通用程序（ISO 23529：2004，IDT）
GB/T 3863 工業(yè)用氧
GB/T 3864 工業(yè)氮
HG/T 3095 橡膠火焰試驗術語
HG/T 3095確立的以及下列術語和定義適用于本標準。
3.1
氧指數(shù) oxygen index
在規(guī)定的試驗條件下，在23℃±2℃的氧和氮混合氣流中，維持橡膠材料燃燒的最低氧濃度（用體積分數(shù)表示）。
4.1 試驗原理
試樣垂直地支撐在一個透明的燃燒筒內(nèi)，燃燒筒內(nèi)有向上流動的氧和氮的混合氣體，點燃試樣的上端，然后觀察燃燒現(xiàn)象，并與規(guī)定的限度值比較燃燒持續(xù)時間或燃燒長度。通過在不同的氧濃度中試驗，可測得維持材料燃燒的最低氧濃度。試驗的試樣中要有50％超過規(guī)定的燃燒持續(xù)時間或燃燒長度。
4.2 試驗裝置
試驗裝置見圖1。
4.2.1 燃燒筒：一只能直立于底座之上的耐熱透明玻璃筒，其內(nèi)徑為75mm，總高度為450mm，以保證筒內(nèi)的氣流速度為40mm/s±10mm/s。筒內(nèi)底座上裝有試樣支架，并有引入氧氮混合氣體的導管，試樣支架的下部應裝一片金屬網(wǎng)。燃燒筒底部應填充直徑為3mm～5mm的玻璃球，填充高度80mm~100mm。
注：也可以采用其他尺寸的燃燒筒，但燃燒筒尺寸不同所得出的氧指數(shù)的值可能會有差異，宜在試驗報告中注明。
4.2.2 試樣支架：在燃燒筒軸心位置豎直地夾持試樣的夾子。
4.2.3 氣源：氧氣應符合GB/T 3863的要求；氮氣應符合GB/T 3864的要求。
4.2.4 氣體測量和控制系統(tǒng)：由壓力表、調(diào)節(jié)閥、轉(zhuǎn)子流量計（氧、氮轉(zhuǎn)子流量計的最小刻度為0.05 L/min）等組成。
1——點火器；
2——燃燒簡；
3——試樣；
4——金屬網(wǎng)；
5——試樣支架；
6——玻璃球；
7——底座；
8——混合氣體調(diào)節(jié)閥；
9——混合氣體壓力表；
10——氧氣流量計；
11——氧氣調(diào)節(jié)閥；
12——氧氣壓力表；
13——混合氣體流量計；
14——氧氮混合器；
15——氮氣流量計；
16——氮氣調(diào)節(jié)閥；
17——氮氣壓力表。
圖1 試驗裝置示意圖
4.2.5 點火器：一根仲入燃燒筒內(nèi)點燃試樣的管子，其噴嘴直徑為2mm±1mm。燃氣可根據(jù)情況選用丙烷、丁烷、液化石油氣、天然氣等。燃燒時從噴嘴垂直向下噴出的火焰長度為16mm±4mm。
4.2.6 計時器：最小刻度值為0.1s的秒表或其他相當?shù)挠嫊r裝置。
4.2.7 測長量具：最小刻度值為1mm不銹鋼直尺。
4.2.8 通風系統(tǒng)：為排除試驗中產(chǎn)生的煙霧和有害氣體，試驗應在通風柜內(nèi)進行，但試驗過程中不能開抽風機，以免影響燃燒筒內(nèi)的氣流速度。
4.3 試樣
4.3.1 試樣尺寸為長80 mm～150 mm，寬6.5 mm±0.5mm，厚3mm±0.25 mm。
4.3.2 試樣的制備和調(diào)節(jié)應按GB/T 2941-2006的要求進行。
4.3.3 為了便于測量試樣的燃燒長度，在距試樣點火端50mm處作一標記。
4.3.4 對已知氧指數(shù)值相差在±2范圍內(nèi)的橡膠材料，應準備15個試樣；對未知氧指數(shù)或具有不穩(wěn)定燃燒特性的橡膠材料，準備15個～30個試樣。
4.4 試驗步驟
4.4.1 檢查試驗裝置，確保完好。燃燒筒應安放垂直，在筒中央的試樣支架上垂直夾好試樣，試樣頂端距離筒口至少100mm。
4.4.2 根據(jù)經(jīng)驗或試樣在空氣中燃燒的情況，估計開始試驗時的氧濃度。試樣在空氣中迅速燃燒，氧濃度（體積分數(shù)）估計為18％；在空氣中緩慢或不穩(wěn)定燃燒，估計為21％；在空氣中不著火，至少估計為25％。氧濃度的計算公式見附錄A。
4.4.3 按4.4.2確定氧濃度后，調(diào)好氧氮混合氣體流量（氧氣和氮氣流量參見附錄B），并讓其在燃燒筒中至少流動30s，以除去燃燒筒中的空氣。每個試樣試驗前都應重復此過程，以保證燃燒筒中的氣流量在試驗的點火和燃燒過程中不發(fā)生變化。在點火和燃燒過程中，不應改變氣流速度和氧氮氣體濃度。
4.4.4 點燃點火器，將火焰調(diào)到規(guī)定的長度，把點火器噴嘴伸人燃燒筒內(nèi)。讓火焰充分接觸試樣頂端表面，但不能與側(cè)面接觸。施加火焰時間不超過30s，其間每隔5s移開點火器觀察一次，看試樣是否被點燃。如果試樣整個頂端面都燃燒起來，就認為試樣已被點燃，立即開始計時，或測量燃燒長度。
4.4.5 燃燒特性按下面要求評定：
4.4.5.1 若試樣燃燒時間不到180s或燃燒不到50mm標記處火焰白熄，記作特征“0”，并記錄此時的燃燒時間和燃燒長度。
4.4.5.2 若試樣燃燒時間超過180s或燃燒超過50mm標記處，記作特征“x”，并將試樣熄滅。
4.4.5.3 如有熔滴、結(jié)炭、不穩(wěn)定燃燒、陰燃等現(xiàn)象，也作為燃燒特征加以記錄。
4.4.6 為繼續(xù)試驗需要選擇下一個氧濃度。應按這樣的原則來選擇氧濃度：若得到“0”特征，應增加氧濃度；若得到“x”特征，應降低氧濃度。
4.4.7 用適當?shù)募壊罡淖冄鯘舛?，重?.4.4～4.4.6的操作，直到有一對“0”和“x”特征的氧濃度相差小于或等于1。這兩個相反的特征不一定是連續(xù)出現(xiàn)的（參見附錄C中C．1），“0”特征的氧濃度不一定比“x”特征的低。用這一對特征中“0”的相應氧濃度作為初始氧濃度。
4.4.8 用由4.4.7得到的初始氧濃度，重復4.4.4～4.4.6的操作，試驗1個試樣，記錄所用的氧濃度和特征作為第一個結(jié)果。
4.4.9 取氧濃度級差d＝0.2％，重復4.4.4～4.4.6的操作，直到得出與第一個結(jié)果相反的特征為止。記錄這些特征和相應的氧濃度。
4.4.10 保持d＝0.2％，重復4.4.4～4.4.6的操作，再試驗4個試樣，記錄每個試樣所用的氧濃度及其特征，并指定用于最后1個試樣的氧濃度為最終氧濃度c。將這4個特征和4.4.9中得到的最后1個特征排列到一起，以便確定k值。
4.4.11 計算最后6個試樣所用的氧濃度（包括cf）的估計標準差σ（見4.5.3），如果下列關系成立：
2/3σ＜d＜3/2σ
則按4.5.1計算的氧指數(shù)結(jié)果可信，否則：
若d＜2/30，增加d值，重復4.4.9～4.4.11的操作，到條件滿足為止；
若d＞3/20，當d-0.2％，認為氧指數(shù)結(jié)果可信。但當d＞0.2％，則減少d值，重復4.4.0-4.4.11的操作，到條件滿足為止。
4.5 結(jié)果的計算
4.5.1 氧指數(shù)（OI）
氧指數(shù)（OD）的計算見公式（1）：
OI=cf + kd (1)
式中：
OI——用體積分數(shù)表示的氧指數(shù)，計算中保留兩位小數(shù)，報告中只保留一位小數(shù)；
cf——用體積分數(shù)表示的最終氧濃度，保留一位小數(shù)；
k——系數(shù)，確定方法見4.5.2；
d——用體積分數(shù)表示的氧濃度級差，保留一位小數(shù)。
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