La norme ASTM D2863 mesure la concentration minimale d'oxygène requise pour permettre une combustion des plastiques semblable à celle de la cire.

La norme ASTM D2863 mesure la concentration minimale d'oxygène requise pour permettre une combustion des plastiques semblable à celle de la cire.

La norme ASTM D2863, « Méthode d'essai normalisée pour la mesure de la concentration minimale d'oxygène requise pour la combustion parabolique des plastiques (indice d'oxygène) », élaborée par l'American Society for Testing and Materials (ASTM), est une norme d'essai de réaction au feu. Cette norme décrit une méthode de mesure de la concentration minimale d'oxygène (pourcentage volumique) nécessaire à la combustion avec flamme dans un mélange d'oxygène et d'azote en flux continu. Cette méthode d'essai comprend trois procédures : la procédure A, qui consiste en l'allumage de surface ; la procédure B, qui consiste en l'allumage par propagation ; et la procédure C, une procédure simplifiée de comparaison avec une valeur minimale spécifiée de l'indice d'oxygène.

La norme ASTM D2863 mesure la concentration minimale d'oxygène requise pour permettre une combustion des plastiques semblable à celle de la cire.

Les échantillons utilisés pour les tests sont préparés selon l'un des six types d'échantillons.

La norme ASTM D2863 spécifie trois procédures d'essai :

  • Procédure A - Allumage de surface : Les éprouvettes de types I, II, III et IV conviennent aux matériaux autoportants de ces dimensions. Les éprouvettes de formes V et VI conviennent aux matériaux nécessitant un support pendant l’essai. Les éprouvettes de forme VI conviennent aux films pouvant être transformés en éprouvette autoportante.
  • Procédure B – Propagation de l’inflammation : Les résultats obtenus avec des éprouvettes de type III, V et VI sont comparés à ceux obtenus avec des éprouvettes de même forme et de même épaisseur. On suppose que l’épaisseur de ces matériaux est contrôlée par d’autres normes.
  • Procédure C – Procédure de comparaison rapide permettant de déterminer si un matériau satisfait à l’indice d’oxygène minimal spécifié : l’éprouvette de type VI convient aux films minces autoportants lorsqu’ils sont enroulés. Les dimensions indiquées dans le tableau correspondent à celles de l’éprouvette servant à la confection du rouleau. Si le film est très mince, il peut être nécessaire de combiner deux couches ou plus lors de la préparation du rouleau afin d’obtenir des résultats précis.

La procédure appropriée dépend du type de matériau et du but du test.

Cette méthode d'essai permet de tester des matériaux structurellement autoportants sous forme de barres verticales ou de feuilles jusqu'à 10,5 mm d'épaisseur. Ces matériaux sont des matériaux massifs, stratifiés ou cellulaires avec une densité apparente supérieure à 15 kg/ m³ .

Cette méthode d'essai permet également de tester des matériaux souples en feuilles ou en films lorsqu'ils sont supportés verticalement. Dans certains cas, elle convient aussi aux matériaux cellulaires dont la densité apparente est inférieure à 15 kg/ m³ .

Cette méthode d'essai mesure et décrit la réaction des matériaux, produits ou dispositifs à la chaleur et aux flammes dans des conditions contrôlées, mais à elle seule, elle ne prend pas en compte tous les facteurs nécessaires à une évaluation des risques d'incendie des matériaux, produits ou dispositifs dans des conditions d'incendie réelles.

La norme ASTM D2863 est l'une des normes d'essai d'inflammabilité les plus reconnues pour les plastiques et les matériaux polymères. Elle définit une méthode de laboratoire permettant de déterminer la concentration minimale d'oxygène (indice d'oxygène) dans le mélange oxygène/azote nécessaire au maintien de la combustion d'un matériau, comparable à celle d'une bougie. L'air atmosphérique contenant environ 21 % d'oxygène, la valeur de l'indice limite d'oxygène (LOI) fournit une indication numérique pertinente de l'inflammabilité relative d'un matériau. Les matériaux présentant des valeurs d'indice limite d'oxygène plus élevées sont généralement plus résistants à l'inflammation et à la propagation des flammes dans des conditions de laboratoire contrôlées.

La norme ASTM D2863 est utilisée dans le monde entier par les fabricants de matériaux, les équipementiers automobiles, les entreprises aérospatiales, les fabricants d'électronique et les laboratoires de recherche pour comparer les propriétés d'inflammabilité des plastiques et autres matériaux polymères. Son principal objectif est de déterminer la concentration d'oxygène nécessaire à la combustion d'un matériau après son inflammation.

Contrairement aux tests d'inflammabilité de type réussite/échec, la norme ASTM D2863 fournit une valeur quantitative appelée indice d'oxygène (OI) ou indice limite d'oxygène (LOI), qui permet aux ingénieurs de comparer la résistance à la flamme de différents matériaux.

Ce test est particulièrement utile dans les situations suivantes :

  • Développement des matériaux
  • Contrôle de qualité
  • Comparaison de produits
  • Indice de résistance au feu
  • Recherche et développement

En principe, l'échantillon est placé verticalement dans une colonne de combustion transparente où circule un mélange d'oxygène et d'azote soigneusement contrôlé. Une fois la composition gazeuse stabilisée, l'extrémité supérieure de l'échantillon est enflammée à l'aide d'une flamme standard. L'opérateur observe si la combustion se poursuit. La concentration en oxygène est ajustée par essais successifs jusqu'à déterminer le niveau minimal d'oxygène nécessaire au maintien de la combustion. Cette concentration est exprimée par l'indice d'oxygène (LOI). Mathématiquement, le LOI correspond à la concentration minimale d'oxygène requise pour une combustion entretenue.

La norme ASTM D2863 prend en charge différentes configurations d'échantillons pour les plastiques rigides et flexibles. Les matériaux typiques comprennent :

  • thermoplastiques
  • Thermodurcissables
  • Plastiques renforcés
  • Films souples
  • Stratifiés
  • Plastiques cellulaires
  • Feuilles de polymère

Cette norme définit plusieurs dimensions d'échantillons en fonction de la forme et de l'épaisseur du matériau. Elle est généralement conçue pour des échantillons autoportants, mais les matériaux flexibles peuvent nécessiter un support supplémentaire lors des essais.

En résumé, l'indice d'oxygène indique la facilité avec laquelle un matériau brûle :

  • Moins de 21 % : facilement inflammable à l'air ambiant.
  • Environ 21 % : Sa combustion est similaire à celle observée dans les conditions atmosphériques.
  • Au-delà de 21 % : la résistance à la combustion augmente.
  • Au-dessus de 30 % : généralement considéré comme ayant une résistance élevée à la flamme.

Örneğin,

  • Polyéthylène : Environ 17 à 18 %
  • Polypropylène : Environ 17 à 18 %
  • Nylon : Environ 20 à 30 %, selon la formulation.
  • Plastiques techniques ignifuges : généralement plus de 30 %.

Les valeurs réelles varient en fonction des additifs, des charges, du renforcement, de la densité et des conditions de traitement.

Les organismes qui effectuent couramment des essais conformes à la norme ASTM D2863 comprennent :

  • Fabricants de polymères
  • constructeurs automobiles d'origine
  • Fournisseurs automobiles
  • fabricants aérospatiaux
  • Fabricants de câbles
  • entreprises d'électronique
  • fabricants de matériaux de construction
  • Laboratoires d'essais indépendants
  • organismes de certification

En conclusion, la norme ASTM D2863 est une norme d'essai d'inflammabilité reconnue internationalement pour la détermination de l'indice limite d'oxygène (LOI) des plastiques et des matériaux polymères. En mesurant la concentration minimale d'oxygène nécessaire au maintien de la combustion, elle fournit une indication numérique fiable de la résistance relative au feu d'un matériau. Bien qu'elle ne simule pas les conditions réelles d'incendie et ne remplace pas les essais complets de performance au feu, elle demeure un outil important pour le développement des matériaux, le contrôle qualité, la comparaison des produits et l'évaluation des technologies ignifuges dans les secteurs de l'automobile, de l'aérospatiale, de l'électronique, de la construction et des biens de consommation.

Depuis de nombreuses années, notre organisation, forte d'une équipe compétente et expérimentée, comprend les besoins de ses clients, leur fournit les services d'essais avancés requis et les accompagne dans la mise en place, l'application et l'amélioration de leurs systèmes de management. Dans ce cadre, nous proposons également des services d'essais conformes à la norme ASTM D2863.

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