燃烧性能的测试

1、燃烧性能的测试2燃烧的过程n一、塑料的燃烧过程n塑料的燃烧过程是一个复杂的热氧化反应，导致燃烧的基本要素为热、氧和可燃气体。n一般认为，塑料的燃烧经历了如下三个阶段。第一阶段：热引发过程。来自外部的热源或火源的热量导致塑料发生相太变化（即从固态转化为液态）和化学变化。第二阶段：热降解过程。这一过程为吸热反应，当塑料吸收的热量足以克服分子内原子间某些弱小键能时，塑料开始发生降解反应。这种反应的实质是在空气中氧存在下的一种自由基链式反应，反应的结果产生气相可燃物体如各种单体易燃烃类等。第三阶段：引燃过程。当第二阶段热降解反应生成可燃物的浓度达到着火极限后，与大气中的氧气相遇。3阻燃机理塑料中按一定

2、比例加入阻燃剂，可使氧指数增大，阻燃效果明显。当然，氧指数只是表示材料可燃性和阻燃剂的阻燃性，还应采用一系列的参量，如热自燃临界参量、热点燃能量、热自燃温度等。一般说来，含有阻燃剂的塑料在燃烧时，阻燃剂是在不同反应区域内（气相、*凝聚相）多方面起作用的。对于不同材料，阻燃剂的作用也可能不同。阻燃剂的作用机理比较复杂。但其目的总是以物理和化学的途径来切断燃烧循环。阻燃剂对燃烧反应的影响表现在如下几方面：（1）位于凝聚相内的阻燃剂吸热分解，从而使凝聚相内的相对温度减慢上升，以延缓塑料的热分解温度，利用阻燃剂热分解时生成的不燃性气体的气化热来降低温度。（2）阻燃剂受热分解，释放出捕获燃烧反应中的oh

3、（羟基）自由基的阻燃剂，使按自由基链式反应进行的燃烧过程终止链锁反应。（3）在热作用下，阻燃剂出现吸热相变，阻止凝聚相内温度的升高，使燃烧反应变慢直至停止。（4）催化凝聚相热分解，产生固相产物（焦化层）或泡沫层，阻碍热传递作用。这使凝聚相温度保持在较低水平，导致作为气相反应原料（可燃性气体分解产物）的形成速度降低。总之，阻燃剂的作用能综合地使燃烧反应的速度变慢，或者使反应的引发（热自燃）变得困难，从而达到抑制、减轻火灾危害的目的。4材料阻燃性的一般描述参数n (1)点燃性和可燃性：点燃性和可燃性：即被引燃的难易程度；n (2)火焰传播速度火焰传播速度：即火焰沿材料表面的蔓延速度；n (3)耐火

4、性耐火性：即火穿透材料构件的速度；n (4)释放速度（释放速度（hrr）：即材料燃烧时放出的热量和放出的速度；n (5)自熄的难易程度自熄的难易程度；n (6)生烟性生烟性：包括生烟量，烟的释放速度及烟的组成；n (7)有毒气体的生成有毒气体的生成：包括气体量、释放速度及组成5燃烧性能的测试n 按燃烧过程来分:a) 着火性试验b) 表面火焰传播试验c) 发热量试验d) 发烟量试验e) 耐火性试验f)燃烧分解气体的分析试验n 按测试方法可分为:a) 垂直燃烧b) 水平燃烧c) 氧指数试验d) 烟密度e) 炽热棒法f)闪点和自燃点的测试67.1垂直燃烧n 应用标准：ul94，astmd3801，a

5、stmd4804，iso1210，iso9773，iec60695，gb/t2408，gb/t8332n 应用范围：塑胶原料、电线电缆、制品（有自撑料和软泡沫塑料之分）n 燃烧方式：本生灯（9.5mm和0.9mm两种燃烧口内径）n 火焰能量：低能量2025mm;中能量125mmn 试样要求：125*13*0.83.2(mm),也可根据实际制品协商，但厚度不应超过13mm。n试样环境调节：ul94和astmd3801规定一组样要在232，505%rh环境下处理40小时，另外一组样在70环境下处理168小时，两组样同时可以达到的等级为试样的最终等级。其他标准只要求在232，505%rh环境下处理1

6、6小时以上，不对70条件下处理作要求。7n例子1：ul94v-0v-1v-2测试（astmd3801,iec707,oriso1210)1)试验装置:垂直/水平燃烧装置2)试样尺寸：长125mm,宽13mm,厚0.8mm,1.6mm,3.2mm3)样品预处理:第一组:放置在232,rh505%的环境下处理40h以上第二组:702的烘箱中处理168h4)燃烧过程：火焰高度20mm第一次施加火焰时间10s，记录余焰时间t1第二次施加火焰时间10s，记录余焰时间t2和余灼时间t3评判条件v-0v-1v-2每个单独样品的余焰时间t1或t210s30s30s5个样品总的余焰时间t1+t250s250s2

7、50s第二次取走火焰后每个样品余焰加余灼时间t2+t330s60s60s是否烧及支架无无无燃烧颗粒或滴落物是否点燃铺底棉花无无有5）评判标准：表7-18n例子2：ul94vtm-0vtm-1vtm-2测试(astmd4804oriso9773)n试验装置:垂直/水平燃烧装置n试样尺寸：长200mm,宽50mm,n样品预处理:n第一组:放置在232,rh505%的环境下处理40h以上n第二组:702的烘箱中处理168hn4)燃烧过程：n火焰高度20mmn第一次施加火焰时间3s，记录余焰时间t1n第二次施加火焰时间3s，记录余焰时间t2和余灼时间t3评判条件vtm-0vtm-1vtm-2每个单独样

8、品的有焰燃烧时间t1或t210s30s30s5个样品总的有焰燃烧时间t1+t250s250s250s第二次取走火焰后每个样品余焰加余灼时间t2+t330s60s60s是否烧及支架无无无燃烧颗粒或滴落物是否点燃铺底棉花无无有91)例子3：ul945va5vb测试(astmd5048oriso10351)2)试验装置:垂直/水平燃烧装置3)试样尺寸：棒状试样：长125mm,宽13mm,4)块状试样：150mm150mm5)样品预处理:6)第一组:放置在232,rh505%的环境下处理40h以上7)第二组:702的烘箱中处理168h8)4)燃烧过程：火焰高度125mm，内部蓝色火焰40mm9)帮状试

9、样：第一次施加火焰时间5s，熄火5s，重复5次，纪录有焰燃烧时间和无焰燃烧时间1)块状试样：施加火焰时间5s，熄火5s，重复5次,纪录试样是否烧穿标准5va5vb有焰燃烧时间+无焰燃烧时间t1+t260s60s是否引燃脱脂棉否否块状试样是否被烧穿否是107.2水平燃烧n 应用标准：ul94，astmd635，astmd4986，iso1210，iso3852，iec60695，gb/t2408，gb/t8332n 应用范围：塑胶原料、电线电缆、制品（有自撑料、非自撑料和软泡沫塑料之分）n 燃烧方式：本生灯（9.5mm和0.9mm两种燃烧口内径）n 火焰能量：低能量2025mm;中能量125mm

10、n 试样要求：125*13*0.83.2(mm),也可根据实际制品协商，但厚度不应超过13mm。n 试样环境调节：在232，505%rh环境下处理一定时间，其中ul94hbf还要求另加一组样在70环境下处理168小时，两组样同时可以达到的等级为试样的最终等级。n 对于软质材料，可用支撑架、网来支撑试样11n 例子1：ul94hb1）试验装置:垂直/水平燃烧装置2）试样尺寸：长:125mm,宽:13mm,厚:0.8mm,1.6mm,3.2mm3）样品预处理:第一组:放置在232,rh505%的环境下处理40h以上第二组:702的烘箱中处理168h（ul94hbf需要，ul94hb不需要）4）燃烧

11、过程：火焰高度20mm，一次施加火焰时间30s，从燃烧到第一条标线(25mm)时开始计时，记录时间t。若在30s内已燃烧至25mm标线，应退火并开始计时。5）结果：燃烧速度计算公式：v=60l/ta.燃烧在25mm标线前熄灭，不用计算燃烧速度。b.燃烧在25mm和100mm标线之间熄灭，燃烧长度为第一标线到熄灭点的距离。c.燃烧在100mm标线后熄灭，燃烧长度和时间按25mm和100mm标线之间的计算。12n例子2：ul94hbf，hf-1，hf-2(astmd4986oriso/dis9772.3)n1）试验装置:垂直/水平燃烧装置n2）试样尺寸：长:150mm,宽:50mm,n3）样品预处

12、理:n第一组:放置在232,rh505%的环境下处理40h以上n第二组:702的烘箱中处理168hn4）燃烧过程：n火焰高度38mm，一次施加火焰时间60s，从燃烧到第一条标线(25mm)时开始计时，记录时间t。若在30s内已燃烧至25mm标线，应退火并开始计时。n5）结果：nhbf：1火焰传播速度小于40mm/min2火焰在125mm线前熄灭标准hf-1hf-2有焰燃烧时间4/5小于2s；1/5小于10s4/5小于2s；1/5小于10s每根试样的无焰燃烧时间30s30s脱脂棉是否被引燃否否烧损长度小于60mm小于60mm13n 水平/垂直燃烧影响因素：1）厚度对垂直燃烧的影响表7-22）厚度

13、对水平燃烧的影响表7-3材料名称试样厚度，mm每组总的有焰燃烧时间，sabs0.81.63.2402925pmma3612.7272527ldpe3612.7252116材料名称试样厚度，mm每组总的有焰燃烧时间，smppo0.8451.6383.223143）燃烧气体对水平燃烧性能的影响表7-44)老化处理对垂直燃烧性能的影响：表7-5燃气种类燃烧速度，mm/minpmmaldpepe硬泡沫塑料甲烷34.526.9丙烷34.627.4丁烷35.126.6石油液化乞35.326.475天燃气75煤气74.4材料未老化试样总燃烧时间（s）有老化试样总燃烧时间（s）3240层压板150414302

14、5层压板46二次加焰后燃烧至夹具15水平垂直燃烧箱167.3汽车材料水平燃烧n 应用标准：saej369，iso3795，fmvss302，gm9070p，gb/t8410，tl1010，din57200）n 应用范围：汽车工程塑料、汽车内饰件n 燃烧方式：本生灯（9.5mm和0.9mm两种燃烧口内径）n 火焰能量：低能量2025mm;中能量125mmn 试样要求：356*102*3.2(mm),也可根据实际制品协商，但厚度不应超过13mm。有效燃烧宽度为50mm(其中iso3795和gb/t8410规定最小可接受尺寸为：宽度3-13mm的产品其长度必须要356mm；宽度60-100mm的其长

15、度至少为138mm)。试样数量5个177.4氧指数的测试n 定义：在规定的试验条件下，刚好能维持材料燃烧的通入的232的氧氮混合气体中以体积百分数表示的最低氧浓度。n 氧指数是用来判断材料在空气中与火焰接触时燃烧的难易程度。n 试验仪器：氧指数测定仪氧指仪示意图18n 应用标准astmd2863，bs2782，iso4589，gb2406n 氧浓度%=氧流量/(氧流量+氮流量)*100n 试样尺寸，表7-6：19附加测试-垂直燃烧与水平燃烧n 用于评价材料的阻燃性能。n 应用标准：ul94，astmd3801，astmd4804，iso1210，iso9773，iec60695，gb/t240

16、8，gb/t8332n 应用范围：塑胶原料、电线电缆、制品（有自撑料和软泡沫塑料之分）20附加测试-汽车材料水平燃烧n 应用标准：saej369，iso3795，fmvss302，gm9070pn 应用范围：汽车工程塑料、汽车内饰件21abspcpompppa易稍難易易慢慢燃燒不熄滅熄滅不熄滅不熄滅熄滅黃色黑煙黃色黑煙尖端黃色下端藍色黃色（藍色火焰）先端黃色熔融落下軟化邊滴邊燃快速完全燒掉熔融落下橡膠味 辣味特殊味福馬林的氣味特殊味（柴油味）特殊味不透明稍具蠟質淡黃色，透明或不透明、耐衝擊乳白色不透明、強韌乳白色、透明或不透明，表面光澤良好有彈性、不透明、耐磨代号cnabsascaecpepo

17、mpppetp塑料名称硝化纤维素聚脂树脂abssan(as)乙酸纤维素乙基纤维素聚乙烯聚甲醛聚丙烯醋酸纤维素醋酸丁酸纤维素醋酸丙酸纤维素聚醋酸乙烯聚对苯二酸乙二醇酯燃烧难易极易容易离火后是否熄灭继续燃燃烧继续燃烧火焰状态上端蓝色上端黄色,下端蓝色暗黄色桔黄色-黑烟浓黑烟熔融滴落燃烧黑烟塑料变化状态迅速燃烧完微微膨胀,有时开裂软化,烧焦特殊聚丙稀氰味特殊气味-石油味醋酸味丙酸味软化起泡，伴有噼啪碎裂声气味-苯乙烯气味特殊石蜡燃烧味醋酸味刺激性芳香味pf酚醛(木粉)缓慢燃烧自熄纸和苯酚味-膨胀,开裂木材和苯酚味pf酚醛(布基)继续燃烧少量黑烟布和苯酚味pf酚醛(纸基)pc聚碳酸脂缓慢自熄黑烟炭飞扬

18、熔融起泡强烈气味花果臭pa尼龙nylon(pa)蓝色,上端黄色熔融滴落,起泡羊毛指甲烧焦味uf脲醛树脂难自熄黄色,顶端淡蓝色膨胀,开裂,燃烧处变白色特殊气味,甲醛味三聚氰氨树脂淡黄色psu聚苯砜缓慢自熄黄色，浓黑烟熔融略有橡胶燃烧味cp氯化聚醚熄灭飞溅,上端黄色,底蓝色,浓黑烟熔融,不增长特殊ppo聚苯醚浓黑烟熔融花果臭psf聚砜黄褐色烟略有橡胶燃烧味mf蜜胺树脂淡黄色膨胀,开裂,白化尿素味、胺味、甲醛味pvc聚氯乙烯离火即灭黄色,下端绿色白烟软化刺激性酸味氯乙烯-醋酸乙烯共聚物暗褐色特殊气味方法种类pf(酚醛树脂)uf( 尿素甲醛)mf(三聚氰胺)up(不饱和聚酯)pmmapspapvcpppeabs聚讽pcpom燃烧的难易慢慢燃烧难难易易易多为透明成形品难易易易易稍难易火焰拿掉是否继续燃烧熄灭熄灭熄灭不灭不灭不灭熄灭熄灭不灭不灭不灭熄灭不灭火焰颜色黄色黄色,尾端青绿淡黄色,黄色黑烟黄色,尾端青绿橙黄色黑烟前端黄色黄色,尾端青绿黄色(蓝色火焰)上端黄色,下端青色黄色黑烟略白色火焰黄色黑烟上端黄色,下端蓝色燃烧后的状态膨胀破裂,颜色变深膨胀破裂,白化膨胀破裂,白化薇膨胀破裂软化,软化,熔