燃烧筒温度对塑料氧指数的影响

龚嘉伟 陈宏业 何家威

（广州质量监督检测研究院，广东 广州 511400）

GB/T2406.2-2009中氧指数的定义为：通入23±2℃的氧、氮混合气体时，刚好维持材料燃烧的最小氧浓度，以体积分数表示［1］。该方法可以判定材料在空气中与火焰接触时燃烧的难易程度。

氧指数的影响因素有很多，包括环境的温湿度、试样的状态调节、试样的密度等，但相对于上述的影响因素，燃烧筒温度是一个相对容易忽略的因素。文章通过用高低温试验箱调节燃烧筒温度，然后用处理过的燃烧筒进行试验，并选用了在建材氧指数检测中较常遇到的五种塑料进行试验，从而分析燃烧筒温度对着五种塑料氧指数的影响并在这五种塑料中做一个横向对比。

1 试验过程

1.1 样品

表2-1 样品信息

1.2 仪器设备

表2-2 仪器设备

1.3 试验步骤

1）样品处理：温度为23℃～24℃，相对湿度为40%～52%的环境条件下状态调节96h。2）用高低温箱将燃烧筒的温度分别调节至为25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃。3）在相同的实验室环境中，将HYPVC填料平片、橡塑、聚氨酯泡沫、PC片材、PVC电工套管片材5种材料分别采用步骤（1）中不同温度的燃烧筒，按顶面点燃法进行氧指数测试，记录氧指数结果，结果采用简捷方法［1］计算。

2 试验结果及分析

图3-1 燃烧筒温度-五种塑料氧指数关系图

1）HYPVC填料平片。由图3-1得，随着燃烧筒温度的上升，HYPVC填料平片的氧指数呈下降趋势。由25℃时的36.6%降至50℃时的36.0%，氧指数降低了0.6%。

2）橡塑。由图3-1得，随着燃烧筒温度的上升，橡塑的氧指数呈下降趋势。由25℃时的37.8%降至50℃时的36.8%，氧指数降低了1.0%。

3）聚氨酯泡沫。由图3-1得，随着燃烧筒温度的上升，聚氨酯泡沫的氧指数呈下降趋势。由25℃时的23.4%降至50℃时的22.8%，氧指数降低了0.6%。）

4） PC片材。由图3-1得，随着燃烧筒温度的上升，PC片材的氧指数呈下降趋势。由25℃时的30.2%降至50℃时的29.6%，氧指数降低了0.6%。

5）PVC电工套管片材。由图3-1得，随着燃烧筒温度的上升，PVC电工套管片材的氧指数呈下降趋势。由25℃时的46.0%降至50℃时的44.4%，氧指数降低了1.6%。

6）结果分析。首先，在五种塑料试验中，氧指数均有随着燃烧筒温度上升而下降的现象。原因在于物质的燃烧是一种化学反应过程，无论该固体是先升华成可燃性气体燃烧还是固体表面直接与氧气反应发生燃烧行为，都会受到分子运动快慢的影响，而温度的升高会使得分子运动加快，一方面能够加快气流的运动，使得从燃烧筒底部上升的氧气氮气混合气流中分子运动加快，增加氧气与可燃成分的有效碰撞次数；另一方面温度升高能使得材料本身软化速度加快，更易点燃，使得氧指数下降［2］。

其次，试验所用的五种塑料试验，氧指数受燃烧筒温度影响的程度不一样，根据试验结果，受影响程度大致为：PVC电工套管片材＞橡塑＞聚氨酯泡沫≈HYPVC填料平片≈PC 片材。其中聚氨酯泡沫、HYPVC填料平片与PC片材受温度影响程度接近，由图3-1可见氧指数随温度上升均下降0.6%，但实际中结果可能有所差异，由于采取了0.2%的试验步长，加之选用了简捷法计算，因此数据会因为选择的步长和计算方式的原因而出现与真值存在一定误差的现象。而PVC电工套管和橡塑相对于另外的几种材料，更容易受到燃烧筒温度的影响。

最后，根据试验结果的折线图，发现在某些温度点升高后氧指数维持不变的现象，这是因为采用了0.2%的试验步长，跨度较小，加之选用了简捷法计算，存在一定误差，故而得到个别数据会出现温度升高后氧指数维持不变的现象，但由关系图看，总体而言这五种材料的氧指数随燃烧筒温度升高而下降的趋势明显。

3 结语

在氧指数测试过程中，燃烧筒的温度会对氧指数结果产生一定的影响，本文研究所用的五种塑料的氧指数随着燃烧筒温度的升高而下降。为了减少燃烧筒温度的影响，建议在试验过程中准备多个燃烧筒进行轮换。