氧指數檢測的影響因素

       氧指數是評定塑料燃燒性能的重要指標，用氧指數來表征塑料的燃燒特性，能用數字具體表示，具有分辨率高、重復性好、測試方便等特點，因此氧指數法廣泛運用于建筑材料、消防安全、電器生產等行業，成為評價燃燒性能的一種有效方法。氧指數法不僅可作為塑料燃燒性的測試手段，而且可作為一種研究材料性能的工具。但是在實際使用氧指數測定儀測定材料的氧指數時，其結果的準確性受很多因素影響。本文以使用JF-3氧指數測定儀為例分析了氧指數檢測中的主要影響因素，如對氧分析儀器的校準、通風櫥的使用、燃燒殘余物的清理等。

•  氧指數的定義和測試原理

       氧指數（OI）是指在規定的試驗條件下，評價材料燃燒性能的一種方法。試樣在氧、氮混合氣流中，維持平穩燃燒（即進行有焰燃燒）所需的最DI氧氣濃度，以氧氣所占的體積百分數的數值表示。不同物體燃燒時所需要的氧氣量不同，通常認為OI<27的屬易燃材料,27≤OI<32 的屬可燃材料, OI≥32的屬難燃材料。

       氧指數法的方法、原理，就是把一定尺寸的試樣用試樣夾垂直夾持于透明燃燒筒內，其中有按一定比例混合的向上流動的氧、氮氣流，點燃試樣的上端，觀察隨后的燃燒現象，記錄持續燃燒時間或燃燒過的距離，并與規定值比較，超過規定值就降低氧濃度，不足就增加氧濃度，如此反復操作，從上下兩端逐漸接近規定值，至兩者的濃度差小于0.5%。

•  氧指數測定儀

       試驗儀器采用北京航天偉創JF-3型氧指數測定儀。儀器主要由燃燒筒、試樣夾、氣源、流量計及控制部分等構成。

•  試驗影響因素

 1. 儀器的校準

       JF-3 氧指數儀采用氧分析儀來測量氧濃度值并直接顯示數值。為保證測試結果的準確性，設備
使用前應先用標準氣體對設備進行校準，調整設備水平，保證燃燒筒垂直。

2.  通風櫥的使用

       氧指數儀在使用中會產生大量的煙塵，不僅污染室內環境還往往有一定毒性，一般應放在通風櫥
中使用，但在使用過程中需要注意通風櫥的開啟時間。試驗中氧氮混合氣體應以40 mm/s±2 mm/s 的流速通過燃燒筒，但是如果在試驗中使用通風櫥就會加快燃燒筒中混合氣體的流速，導致測試結果偏高。通風櫥應在每次實驗完畢后開啟。

3. 燃燒殘余物的清理

      氧指數測定儀為了使氣體充分混合均勻，基座底部用直徑3～5 mm 的玻璃珠填充， 填充高度為
80～100 mm。氧指數試樣燃燒后有時會有灰燼、滴落物，甚至是大塊的燃燒殘渣落下，在玻璃珠上方裝有的金屬網正是為了防止下落的燃燒碎片阻塞氣體入口和配氣通路。但是時間久了這些殘余物
仍然會堵塞金屬網眼，同時該金屬網無法阻擋燃燒滴落物等液態物質，這些滴落物滲過金屬網會造成
玻璃珠板結，導致氣流阻塞或不均勻。為了保證實驗數據的準確， 應定期清理或更換玻璃珠和金屬
網。

 4. 試樣的制備

      試樣的大小、形狀、取向、表面情況都會影響測試結果，因此試樣應保持清潔、平整光滑，無影響燃燒行為的缺陷，如氣泡、裂紋、飛邊、毛刺等。不同種類的材料應根據相應的產品標準進行制樣，并在規定的環境中進行狀態調節，充分消除樣品內應力。

5. 點燃氣體的種類

      點燃氣體的種類也會影響氧指數值的測試結果。丙烷的燃燒熱值為2 217.8 kJ/mol， 丁烷的燃燒熱值為2 653 kJ/mol，其熱值不同火焰溫度也不同，使用丁烷氣會更易點燃試樣，使測試結果產生偏差。通常產品標準要求的點燃氣體為未混有空氣的丙烷，應嚴格按照產品標準執行，盡量減少試驗偏離程度。

6. 溫度控制

      點火方式用頂端點燃法時應嚴格控制點火時間，火焰接觸頂面最長時間30 s，并每隔5 s 移開觀察試樣燃燒情況。這樣可以防止狀態調節后的試樣再次被火焰加熱，從而得到較低的OI 值，因為多數材料隨著溫度的升高OI 值下降。此外，一個樣條燒完后， 燃燒筒的溫度有所提高，這時如果繼續用這個燃燒筒試驗就會加熱試樣和燃燒筒里流過的氣流溫度，從而降低測試結果。

北京航天偉創JF-3A、JF-5、JF-6均帶有溫度控制模塊，防止燃燒筒過熱。

參考文獻：

[1] GB/T2406.2-2009，塑料用氧指數法測定燃燒行為第2 部分：室溫試驗[S].

[2] 材料氧指數的測試和影響因素，汪曉磊.

[3]淺談用氧指數法測試塑料燃燒性，陳立君.