材料氧指数实验.doc

四川大学实验报告书课程名称：安全工程专业实验 实验名称：材料氧指数实验 系别：过控与安全工程系 专业：安全工程 班号：10308061 姓名：杨路胜 学号： 1043083006实验日期： 同组人姓名：曹伟 王堂华 孟霖 教师评定成绩：一、实验名称材料氧指数实验二、实验目的1、明确氧指数的定义及其用于评价高聚物材料相对燃烧性的原理2、了解HC-2型氧指数测定仪的结构和工作原理3、掌握高分子材料氧指数测定的基本原理与方法4、评价常见材料的燃烧性能三、主要实验仪器HC-2型氧指数测定仪，地板革，包装带，胶皮，打火机，点火器，剪刀，直尺，秒表四、实验原理物质燃烧时，需要消耗大量的氧气，不同的可燃物，燃烧时需要消耗的氧气量不同，通过对物质燃烧过程中消耗最低氧气量的测定，计算出物质的氧指数值，可以评价物质的燃烧性能。所谓氧指数是指在规定的实验条件下，试样在氧氮混合气流中维持平稳燃烧所需要的最低氧气浓度，以氧所占的体积百分数的数值表示。见式：OI=100式中：O2为测定浓度下的体积流量，L/min； N2为测定浓度下氮的体积流量，L/min。氧指数的测定方法就是把一定尺寸的试样用试样夹垂直夹持于透明燃烧桶内，其中有按一定比例混合的向上流动的氧氮气流。点着试样的上端，观察随后的燃烧现象，记录燃烧时间或者燃烧过的长度，试样的燃烧时间超过3分钟或火焰前沿超过50毫米标线时，就降低氧浓度，试样的燃烧时间不足3分钟或火焰前沿达不到标线时，就增加氧气浓度，如此反复操作，从上下两侧接近规定值，至两者的浓度差小于0.5%。一般认为，OI27的属于易燃材料，27OI32属于难燃材料。五、实验内容与步骤1、检查气路，确定各部分连接无误，无漏气现象。2、确定开始时的氧气浓度：根据经验，估计开始试验时的氧气浓度。如试样在空气中迅速燃烧，则开始试验时的氧浓度为18%左右；如果在空气中缓慢燃烧或时断时续，则为21%左右；若无法点燃，则为25%左右。3、安装试样，将试样夹在夹具上，垂直的安装在燃烧筒的中心位置上，保证试样顶端低于燃烧筒顶端至少100mm，罩上燃烧筒。4、通气并调节流量：开启氧、氮气钢瓶阀门，调节减压阀压力为0.20.3Mpa，然后开启氧气和氮气气管道阀门，调节稳压阀，仪器压力表指示压力为0.1左右，并保持该压力。调节流量调节阀，通过转子流量计读取读数，得到稳定流速的氧、氮气流。检查仪表指针是否在0.1Mpa，否则应该调到规定压力。5、点燃试样：用点火器从试样的顶部中间点燃，勿使火焰碰到试样的棱边和侧表面。在确认试样顶端全部着火后，立即移去点火器，开始计时或观察试样烧掉的长度。点燃试样时，火焰最长作用时间为30秒，若在30秒内无法点燃，则应增加氧气浓度，继续点燃，直至30内可以点燃。6、确定临界氧气浓度的大致范围：点燃试样后，立即开始计时，观察试样的燃烧长度和燃烧行为。若燃烧终止，但在1秒内又自发再燃，则继续观察和计时。如果试样的燃烧时间超过3分钟，或燃烧长度超过50毫米，说嘛氧气浓度太高，必须降低。此时记录实验现象为“X”，如果试样燃烧在3分钟或者50毫米之前熄灭，说明浓度太低，需提高浓度，此时记录实验现象为“O”。7、根据上述测试结果确定氧指数OI。六、实验数据记录与处理1、实验数据记录表一：PVC地板革材料实验次数12345678910氧浓度%212222.52323.52424.52525.526氮浓度%797877.57776.57675.57574.574燃烧时间（s）05.1143539.8112.495.292.581.172.6燃烧长度（mm）0378145050505050燃烧结果OOOOOXXXXX表二：包装带材料实验次数12345678910氧浓度%262423222120.52019.51918.5氮浓度%747677797979.58080.58181.5燃烧时间（s）25.430.637.939.457.363.580.933.820.719.4燃烧长度（mm）50505050505050632燃烧结果XXXXXXXOOO计算：根据测度数据:PVC地板革材料，其最大氧浓度为24%；最小氧浓度为23.5%；PVC地板革氧指数值OI=（24+23.5）2 % =23.75%；包装带材料，最大氧浓度为20%；最小氧浓度为19.5%；包装带氧指数OI=（20+19.5）2 %=19.75%；七、误差分析1、实验环境不是处于标准条件下；2、材料表面不洁净或材料本身受潮，导致实验结果不准确；3、HC-2型氧指数测定仪的最小精度有限，读数和操作均由手动完成，致使实验结果存在误差；4、在实验过程中，未让氮氧混合均匀便开始点燃，使得燃烧不均。并在点燃时没有火焰没有在材料中部而出现材料的燃烧不均出现误差。八、思考题与问题讨论1、氧指数（OI）是指在规定的条件下，材料在氧氮混合气流中进行有焰燃烧所需的最低氧浓度。以氧所占的体积百分数的数值来表示。氧指数高表示材料不易燃烧，氧指数低表示材料容易燃烧，一般认为OI27的属于易燃材料，27OI32属于难燃材料。2、HC-2型氧指数测定仪适用于塑料、橡胶、纤维、泡沫塑料、胶卷、薄膜和纺织及木材等材料的燃烧性能测定。实验室处于无风状态下，多次测量、试样制作精细、准确；实验过程待氮氧充分混合再点燃。九、实验小结通过实验，了解到不同的材料氧指数不同。知道了PVC地板革材料氧指数为23.5%，包装带材料氧指数为19.5%；两者均为可燃材料；包装带材料更易燃烧，对物