極限氧指數(shù)測(cè)定儀測(cè)試聚氨酯氧指數(shù)的影響因素
什么是聚氨酯？聚氨酯是聚氨基甲酸酯的簡(jiǎn)稱，是建筑業(yè)、工業(yè)設(shè)備廣泛應(yīng)用的絕熱材料及汽車、造船、包裝等工業(yè)的重要材料。但由于聚氨酯泡沫本身結(jié)構(gòu)特殊，極易燃燒，其氧指數(shù)只有17%左右，氧指數(shù)是判定其阻燃性能的標(biāo)志之一，全自動(dòng)氧指數(shù)儀是測(cè)定聚氨酯氧指數(shù)的測(cè)試儀器。
主要參數(shù)：
01.流量調(diào)節(jié)范圍：0-10L/min（60-600L/h）；
02.響應(yīng)時(shí)間：＜5S；
03.流量計(jì)：1-15L/min（60-900L/H）可調(diào)；
04.丙烷（丁烷）點(diǎn)火系統(tǒng)，火焰長(zhǎng)度5mm-60mm可自由調(diào)節(jié)；
05.火焰長(zhǎng)度：16±4mm，大小可調(diào)。
06.燃燒筒：內(nèi)徑≥75㎜，高480mm；
07.燃燒筒內(nèi)氣體流速：40mm±2mm/s。
另外，北京鑫生卓銳科技有限公司研發(fā)工程師表示，聚氨酯氧指數(shù)測(cè)試中，會(huì)受到環(huán)境條件、操作人員、制樣差異等因素的影響。
1.狀態(tài)調(diào)節(jié)時(shí)間的影響
根據(jù)GB/T2918 -1988的要求，通過對(duì)試驗(yàn)材料進(jìn)行狀態(tài)調(diào)節(jié)，以盡量減小環(huán)境偶然因素對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響。因此選用已制備的TDCPP阻燃聚氨酯泡沫試樣進(jìn)行比對(duì)試驗(yàn)，調(diào)節(jié)恒溫箱的溫濕度在要求的某一特定值(溫度：23℃；相對(duì)濕度：50%；氣壓：86～106kPa)。北京鑫生卓銳科技有限公司研發(fā)工程師表示，通過測(cè)試數(shù)據(jù)可以看出，隨著試樣調(diào)節(jié)時(shí)間的增加，試驗(yàn)所得氧指數(shù)的平均值不斷降低，當(dāng)調(diào)節(jié)時(shí)間滿足一定時(shí)*，氧指數(shù)保持穩(wěn)定狀態(tài)。不同調(diào)節(jié)時(shí)間下樣品的檢驗(yàn)結(jié)果不同，因此，應(yīng)將試樣按標(biāo)準(zhǔn)要求嚴(yán)格進(jìn)行狀態(tài)調(diào)節(jié)，然后進(jìn)行測(cè)試，以便在標(biāo)準(zhǔn)的狀態(tài)調(diào)節(jié)時(shí)間下得到準(zhǔn)確的氧指數(shù)值。
2.試樣點(diǎn)燃方法的影響
根據(jù)GB/T2406-93，對(duì)TDCPP阻燃聚氨酯泡沫試樣選用兩種點(diǎn)燃方法進(jìn)行氧指數(shù)測(cè)試，點(diǎn)火時(shí)間均為15s。
頂端點(diǎn)燃法：使火焰的醉低可見部分接觸試樣頂端，并覆蓋整個(gè)頂表面，勿使火焰碰到試樣的棱邊和側(cè)表面。
擴(kuò)散點(diǎn)燃法：充分降低和移動(dòng)點(diǎn)火器，使火焰的可見部分同時(shí)施加于試樣頂表面及垂直側(cè)表面約6mm長(zhǎng)。
結(jié)果發(fā)現(xiàn)，同樣材料相同條件下進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)定，不同點(diǎn)燃方式對(duì)氧指數(shù)的測(cè)定數(shù)據(jù)幾乎沒有影響或者影響不大，不足以改變對(duì)樣品氧指數(shù)結(jié)果的評(píng)定。無(wú)論是哪種點(diǎn)燃方式，何時(shí)撤走點(diǎn)火源并開始計(jì)時(shí)是要通過肉眼對(duì)試樣點(diǎn)燃情況的直觀判斷，存在著一定的誤差，并可能導(dǎo)致對(duì)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)造成影響，只有增加試驗(yàn)次數(shù)才能盡量減小誤差。在實(shí)際操作中，點(diǎn)燃試樣時(shí)采用頂端點(diǎn)燃法比較省力。
3.試樣長(zhǎng)度的影響
中受檢產(chǎn)品的試樣長(zhǎng)度為70～150mm，目的是為了與試驗(yàn)儀器玻璃圓筒的長(zhǎng)度保持一致，使玻璃圓筒內(nèi)的小環(huán)境混合氣體中氧濃度均勻恒定。
可以看出，試樣長(zhǎng)度對(duì)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的影響還是很大的，在要求的范圍內(nèi)，隨著試樣長(zhǎng)度的增加測(cè)定的氧指數(shù)值不斷增加。北京鑫生卓銳科技有限公司研發(fā)工程師認(rèn)為，當(dāng)試樣長(zhǎng)度較短時(shí)，受檢試樣的燃燒區(qū)域上方距圓筒頂部還有相當(dāng)大的距離，因此其火焰燃燒所需氧氣*由儀器本身支持，不受圓筒外氣流影響。但隨著試樣長(zhǎng)度的增加，受檢試樣的燃燒區(qū)域與圓筒頂部的距離變短，火焰燃燒所需氧氣的流動(dòng)受圓筒外氣流的影響程度逐漸加大。為了能夠支持火焰燃燒，儀器本身就必須提供更多的氧氣以滿足火焰燃燒，結(jié)果就使得測(cè)得的氧濃度數(shù)值逐漸增大。由此，應(yīng)將受檢樣品的長(zhǎng)度規(guī)定為一特定值而非一范圍值，以減小室內(nèi)環(huán)境空氣流動(dòng)對(duì)儀器圓筒內(nèi)燃燒狀況的影響程度。
4.阻燃劑的影響
阻燃劑作為聚氨酯泡沫中一種價(jià)格昂貴的添加劑，其作用非常重要，阻燃劑添加量并不是越多越好，還要考慮阻燃劑的添加量對(duì)泡沫物理機(jī)械性能的影響。鑒于成本、安全、滿足阻燃技術(shù)指標(biāo)和泡沫物理機(jī)械性能等因素的考慮，應(yīng)該優(yōu)化使用適當(dāng)?shù)淖枞紕┦蛊浒l(fā)揮最大作用。
阻燃劑添加量的影響：北京鑫生卓銳科技有限公司研發(fā)工程師表示，數(shù)據(jù)表明，對(duì)于TDCPP阻燃劑，以聚醚多元醇為基計(jì)，10Phr的TDCPP可使PUF的氧指數(shù)于23%，PUF的氧指數(shù)隨著阻燃劑添加量的增加而增高，但是TDCPP用量大于15Phr以后，再增加TDCPP的用量，試樣的氧指數(shù)提高的十分有限。
不同阻燃劑的影響：不同的阻燃劑在聚氨酯泡沫中的阻燃作用各不相同，隨阻燃劑含量的變化，阻燃作用變化規(guī)律也不一樣，這主要是受阻燃劑的種類差異以及阻燃劑與聚氨酯泡沫相容性的影響。
北京鑫生卓銳科技有限公司技術(shù)部
