塑料薄膜燃烧性能测试技术研究

2023-01-12陈伟力李业添陈宏业龚嘉伟

城市建设理论研究（电子版） 2022年35期

陈伟力李业添陈宏业龚嘉伟

广州质量监督检测研究院广东广州 511447

塑料软薄膜通常由聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯以及其他树脂材料制成，广泛用于建筑、农业、食品、医疗等领域。随着社会发展，塑料需求量不断增加，今年1月至5 月，据统计，我国塑料薄膜累计完成量 687万吨，同比增长7.04%[1]。根据燃烧动力学理论，易燃材料的起火燃烧往往是表面最先接触火源，然后再逐步扩散到基体内部，整个燃烧进程中还伴随着大量的热和气体释放[2]。塑料软薄膜在没有经过阻燃处理的情况下，多数属于易燃产品，一旦点燃有大量的热和气体释放，其燃烧性能直接影响消防安全。现阶段，国内塑料领域燃烧性能的测试方法主要针对硬质塑料（能独立支撑的塑料），如GB/T 2408-2008《塑料燃烧性能的测定水平法和垂直法》、GB/T 5169.16-2017《电工电子产品着火危险试验第16部分:试验火焰 50W 水平与垂直火焰试验方法》等，对于易弯曲或者遇火容易熔融收缩的软薄塑料并不适用。此外，GB∕T 40302-2021《塑料立式软薄试样与小火焰源接触的燃烧性能测定》[3]中提到用缠绕法制备成圆柱体试样，但该方法操作较复杂，需要的时间周期较长。

本项目基于垂直燃烧试验，针对塑料薄膜的材质柔软、遇热易熔融收缩等特性，重点探讨试样的制备、固定方式等关键条件对塑料薄膜燃烧性能测试的影响，并且将其与现有的方法进行比较，旨在确定该方法所用的测试条件、适用性与准确性，为现有方法改善提供技术基础。

1 试验部分

1.1 样品要求

（1）薄膜样品材质：F E P（0.0 3 m m）、P I（0.01mm）、PET（0.02mm）、PVC（0.01mm）、 HDPE（0.04mm）、 PP（0.06mm）、LDPE（0.07mm）。（2）尺寸：（210×58）mm，两层重叠。（3）数量：样品5个，每个两层重叠。

1.2 试验夹具

（1）方式一：夹具为U型夹子，内框尺寸为：（200×38）mm，外框尺寸为：（210×58）mm。

（2）方式二：只在顶端夹住样品，样品两侧不夹住固定，自由垂落。

1.3 试验步骤

（1）在距试样底端125mm处，画一条标记线，然后装在1.2中的固定夹具中固定。

（2）其他步骤按标准GB/T 40302条款9进行。

（3）记录单个试样的余焰时间、总的余焰时间、余焰或余辉是否蔓延至125mm标记线、滴落物是否引燃棉垫，按GB/T 40302 表A.1进行燃烧性能分级。

2 试验结果与讨论

2.1 样品层数

将材质为FEP、PI、PET、PVC、 HDPE、 PP、LDPE的7种塑料薄膜，利用1.2中的（1）所述夹具固定样品，分别按单层、双层进行测试，测试结果如表1所示。

表1 塑料薄膜在单层与双层条件的测试结果

由表1可知，同一种薄膜用单层、双层样品去进行测试，结果是有一定的差异，主要表现为：以单层样品去测试，样品在点火初期容易发生变形收缩，影响样品点火，使测试过程减少可控性，而且由于材质较薄，样品较容易燃烧过标线；以双层样品去测试，在初始点火过程中，样品收缩不明显，使测试过程可控，由于两层，在测试后期，样品收缩成块状，在重力的作用下容易滴落，引燃棉垫，同时样品在超过标线前停止燃烧。该现象与标准GB/T 40302中用缠绕法制备成圆柱体试样进行测试的相似。

2.2 样品固定方式

将材质为FEP、PI、PET、PVC、 HDPE、 PP、LDPE的7种塑料薄膜，分别采用1.2中描述的两种固定方式进行两层测试，测试结果如表2所示。

由上表可知，同一种薄膜用不同的固定方式进行测试，结果是有较大的差异，主要表现为：只采取顶端固定的样品，在测试点火初期由于样品两侧无固定，容易发生严重收缩变形，导致样品无法成功点着，不能正常开展测试；采用U型夹子固定样品进行测试，点火初期样品收缩明显减少，7种薄膜均能进行有效的测试。

2.3 与现有检测方法比较

将材质为FEP、PI、PET、PVC、 HDPE、 PP、LDPE的7种塑料薄膜分别按片状（两层）、圆柱体的制样方式测试燃烧性能，测试结果如图1所示。

由图1可知，无论是制成片状样品还是圆柱体样品，其燃烧性能的测试结果均一致，其中FEP薄膜均是VTM-0级，其余6中薄膜均是VTM-2级，由此可见，将样品制成双层片状，然后用U型夹具固定的方式是具有适用性、准确性。另外，从实际操角度来评价，板状法操作简单，减少点火初期样品由于遇热收缩而影响点火的现象出现，具有较好适用性。