ISO 4589 البلاستيك - تحديد سلوك الاحتراق من خلال مؤشر الأكسجين

يتكون معيار " ISO 4589 البلاستيك - تحديد سلوك الاحتراق بواسطة مؤشر الأكسجين" ، الذي وضعته المنظمة الدولية للتوحيد القياسي (ISO) ، من الأقسام الفرعية التالية المنشورة تحت نفس العنوان:

• يصف المعيار "ISO 4589-1 الجزء 1: المتطلبات العامة" المتطلبات العامة لاختبار مؤشر الأكسجين (OI)، والتي تم وصفها بمزيد من التفصيل في معايير ISO 4589-2 و ISO 4589-3:
  • يصف معيار ISO 4589-2 طريقة لتحديد الحد الأدنى لجزء الحجم من الأكسجين في خليط معين من الأكسجين والنيتروجين عند 23 درجة مئوية زائد/ناقص 2 درجة مئوية والتي من شأنها دعم احتراق مادة ما في ظل ظروف اختبار محددة.
  • يصف معيار ISO 4589-3 طرقًا لأداء نفس التحديد على نطاق درجة حرارة يتراوح عادةً بين 25 درجة و150 درجة (على الرغم من أنه يمكن استخدام درجات حرارة تصل إلى 400 درجة).

في معيار ISO 4589-2، يمكن اختبار المادة إما كعينة صلبة أو كعينة مرنة في حامل محدد مثبت في مدخنة شفافة يتدفق من خلالها خليط من الأكسجين والنيتروجين إلى الأعلى في نمط تدفق رقائقي. بعد تجهيز العينة، يتم إجراء الاختبار في درجة حرارة الغرفة. هذا هو أبسط شكل للاختبار. في إجراء إشعال السطح العلوي، يُسمح للهب المطبق بالارتطام بالسطح العلوي للعينة لمدة أقصاها 30 ثانية ويتم إزالة اللهب بشكل دوري كل 5 ثوانٍ للتأكد من احتراق العينة. ويضمن هذا أيضًا عدم ارتفاع درجة حرارة العينة بشكل كبير، حيث من الطبيعي أن يؤدي هذا إلى تقليل قيمة مؤشر الأكسجين (OI). في إجراء الاشتعال الإشعاعي، يُسمح للهب بالتأثير على الحواف الرأسية للعينة حتى عمق يبلغ حوالي 6 مم. في إجراء الفيلم الرقيق، يتم لف الفيلم بشكل حلزوني بزاوية 45 درجة حول قضيب ولصقه، ثم يتم سحب القضيب ويتم قطع الطرف العلوي للعينة على بعد 20 مم من الأعلى.

في معيار ISO 4589-3، يتم اختبار المادة بنفس الطريقة، ولكن يتم إجراء الاختبار في عمود ساخن حيث يتم تسخين كل من الغاز الوارد والغاز المار عبر العمود. في بداية الاختبار، يتم تسخين العينة وحامل العينة مسبقًا في تدفق الغاز لمدة 240 ثانية زائد/ناقص 10 ثوانٍ للتأكد من وصولهما إلى توازن درجة الحرارة قبل الاختبار. يتم تطبيق اللهب لنفس المدة المحددة في معيار ISO 4589-2.

• يصف معيار ISO 4589-2، الجزء الثاني: "اختبار درجة الحرارة المحيطة"، طرق تحديد الحد الأدنى لنسبة الأكسجين الممزوج بالنيتروجين، والتي تدعم احتراق عينات اختبار رأسية صغيرة في ظل ظروف اختبار محددة. وتُوصف النتائج بقيم مؤشر الأكسجين (OI). وتُستخدم هذه الطرق لاختبار المواد ذاتية الدعم، على شكل قضبان أو صفائح رأسية يصل سمكها إلى 2 مم. وتُناسب هذه الطرق المواد الصلبة أو الرقائقية أو الخلوية التي تتميز بكثافة ظاهرة تبلغ 10,5 كجم/م100 أو أكثر. كما يمكن تطبيق هذه الطرق على بعض المواد الخلوية التي تقل كثافتها الظاهرية عن 3 كجم/م100. وتُستخدم هذه الطرق لاختبار الصفائح المرنة أو مواد الأغشية أثناء دعمها رأسيًا.

توفر هذه المواصفة القياسية إجراءً لتحديد ما إذا كانت قيم مؤشر الأكسجين (OI) لمادة ما أعلى من قيمة دنيا محددة، وذلك لأغراض المقارنة. قد لا يكون من الممكن تطبيق هذه الأساليب بشكل مرضي على المواد التي تظهر مستويات عالية من الانكماش عند تسخينها، مثل الأغشية الرقيقة عالية التوجيه.

يتم دعم عينة اختبار صغيرة بشكل عمودي بمزيج من الأكسجين والنيتروجين يتدفق إلى الأعلى عبر مدخنة شفافة. يتم إشعال الطرف العلوي للعينة ومراقبة سلوك الاحتراق اللاحق للعينة لمقارنة الوقت الذي يستمر فيه الاحتراق أو طول الوقت الذي تحترق فيه العينة مع الحدود المحددة لمثل هذا الاحتراق. من خلال اختبار سلسلة من العينات بالأكسجين بنسب حجمية مختلفة، يتم تقدير مؤشر الأكسجين (OI). وبدلاً من ذلك، للمقارنة مع مؤشر أكسجين محدد، يتم اختبار ثلاث عينات اختبار باستخدام جزء حجم الأكسجين ذي الصلة. يجب أن يستجيب اثنان على الأقل من هذه العناصر لـ "الأكسجين" لتلبية مؤشر الأكسجين المحدد.

• يصف المعيار ISO 4589-3 الجزء 3: "اختبار درجات الحرارة العالية" طرق تحديد الحد الأدنى لنسبة الأكسجين في خليط مع النيتروجين، مما يدعم احتراق عينات اختبار رأسية صغيرة في ظل ظروف اختبار محددة ضمن نطاق درجة حرارة يتراوح بين 25 و150 درجة مئوية. يتراوح نطاق درجة الحرارة عادةً بين 40 و150 درجة مئوية. تُعرّف النتائج بأنها قيم مؤشر درجة الحرارة عند درجة حرارة الاختبار، وهي درجة الحرارة النموذجية التي تتعرض لها المادة البلاستيكية عمليًا في ظروف تشغيل مفرطة السخونة.

يتم توفير طرق لاختبار المواد في شكل قضبان أو ألواح رأسية يصل سمكها إلى 10,5 مم، وتدعم نفسها عند درجة حرارة الاختبار. ومع ذلك، لا يمكن تطبيقها على شكل V، والذي يتطلب إطارًا داعمًا كما هو محدد في معيار ISO 4589-2. تعتبر هذه الطرق مناسبة للمواد الصلبة أو الرقائقية أو الخلوية التي تتميز بكثافة ظاهرة تبلغ 100 كجم/م3 أو أعلى. وتُطبق هذه الطرق أيضًا على بعض المواد الخلوية ذات الكثافة الظاهرية أقل من 100 كجم/م3. يتم توفير طريقة لاختبار المواد المرنة المصنوعة من الصفائح أو الأفلام أثناء دعمها عموديًا.

تتضمن هذه المواصفة أيضًا طريقة لتحديد درجة الحرارة التي يكون فيها مؤشر الأكسجين لعينات الاختبار الرأسية الصغيرة في الهواء 20,9 بالمائة في ظل ظروف اختبار محددة. يتم تعريف درجة الحرارة التي يحدث عندها ذلك على أنها درجة حرارة الاشتعال، وتقتصر الطريقة على تحديد درجات الحرارة الأقل من 400 درجة. لا يمكن تطبيق هذه الطريقة على المواد التي يكون مؤشر الأكسجين فيها أكبر من 20,9 بالمائة.

قد لا يكون من الممكن تطبيق هذه الأساليب بشكل مرضي على المواد التي تظهر مستويات عالية من الانكماش عند تسخينها، مثل الأغشية الرقيقة ذات التوجه العالي.

الطريقة الموضحة في معيار ISO 100 صالحة لتقييم خصائص انتشار اللهب للمواد الخلوية بكثافة تصل إلى 3 كجم / م 3582.

• يصف معيار ISO 4589-4 الجزء 4: "اختبار سرعة الغاز العالية" طريقة اختبار لتحديد الحد الأدنى لنسبة الأكسجين في خليط النيتروجين عند درجة حرارة الغرفة، مما يدعم احتراق عينة اختبار صغيرة على شكل صفيحة عمودية بسرعة غاز محددة أعلى من تلك المحددة في معيار ISO 4589-2. تُعبر النتيجة عن مؤشر الأكسجين لسرعة الغاز العالية (HOI). بالإضافة إلى ذلك، يصف هذا المعيار جهاز الاختبار لتحديد مؤشر الأكسجين. تصلح طريقة الاختبار الموصوفة للمواد على شكل صفيحة حتى سمك 2 مم، كما تصلح للمواد المرنة على شكل صفيحة مدعومة رأسيًا بواسطة حامل عينة محدد.

يعبر مؤشر الأكسجين عالي السرعة الغازية عن الحد الأدنى لجزء الحجم من الأكسجين في خليط من الأكسجين والنيتروجين بسرعة غاز محددة من شأنها أن تدعم احتراق مادة ما باللهب في ظل ظروف اختبار محددة.

يتم دعم عينة اختبار صغيرة بشكل عمودي بمزيج من الأكسجين والنيتروجين يتدفق إلى الأعلى عبر مدخنة شفافة. يتم تحديد حجم الأكسجين في خليط الغاز مسبقًا والتحكم فيه وقياسه. يتم تحديد السرعة الرأسية لغاز خليط الغاز مسبقًا والتحكم فيها وقياسها. يتم إشعال الطرف العلوي للعينة ومراقبة سلوك الاحتراق اللاحق لمقارنة طول العينة المحروقة فيما يتعلق بالحدود المحددة. يتم تحديد مؤشر الأكسجين عالي السرعة للغاز (HOI) من خلال سلسلة من الاختبارات باستخدام كسور حجم الأكسجين المختلفة.

تتمتع مؤسستنا، التي تحاول دعم الشركات من كل القطاعات بمجموعة واسعة من دراسات الاختبار والقياس والتحليل والتقييم التي أجرتها لسنوات، بطاقم عمل قوي يتابع عن كثب التطورات في العالم في مجال العلوم والتكنولوجيا ويحسن نفسه باستمرار. وفي هذا السياق، يتم أيضًا تقديم خدمات الاختبار للشركات وفقًا للمعيار "ISO 4589 Plastics - تحديد سلوك الاحتراق بواسطة مؤشر الأكسجين".