A norma “ASTM D2863 - Método de Ensaio Padrão para Medição da Concentração Mínima de Oxigênio Necessária para Sustentar a Combustão Cerosa de Plásticos (Índice de Oxigênio)”, desenvolvida pela Sociedade Americana para Testes e Materiais (ASTM), é uma norma de resposta a ensaios de fogo. Esta norma descreve um método para medir a concentração mínima de oxigênio (percentagem em volume) necessária para sustentar a combustão com chama em uma mistura fluida de oxigênio e nitrogênio. Este método de ensaio compreende três procedimentos. O Procedimento A envolve ignição superficial, o Procedimento B envolve ignição por propagação e o Procedimento C é um procedimento curto que envolve a comparação com um valor mínimo especificado do índice de oxigênio.
As amostras utilizadas nos testes são preparadas de acordo com um dos seis tipos de amostra.
A norma ASTM D2863 especifica três procedimentos de teste:
O procedimento adequado depende do tipo de material e da finalidade do teste.
Este método de ensaio permite testar materiais estruturalmente autoportantes na forma de barras ou chapas verticais com até 10,5 mm de espessura. Tais materiais são sólidos, laminados ou celulares, com densidade aparente superior a 15 kg/ m³ .
Este método de ensaio também permite testar materiais flexíveis em forma de folha ou filme enquanto estes são suportados verticalmente. Em alguns casos, este método de ensaio também é adequado para materiais celulares com densidade aparente inferior a 15 kg/ m³ .
Este método de teste mede e descreve a resposta de materiais, produtos ou dispositivos ao calor e à chama em condições controladas, mas, por si só, não inclui todos os fatores necessários para uma avaliação de risco ou perigo de incêndio de materiais, produtos ou dispositivos em condições reais de incêndio.
A norma ASTM D2863 é uma das mais reconhecidas para testes de inflamabilidade de plásticos e materiais poliméricos. Ela estabelece um método laboratorial para determinar a concentração mínima de oxigênio (índice de oxigênio) na mistura oxigênio/nitrogênio necessária para sustentar a combustão de um material, semelhante à de uma vela. Como o ar atmosférico contém aproximadamente 21% de oxigênio, o valor do índice limite de oxigênio (LOI) fornece uma indicação numérica adequada da inflamabilidade relativa de um material. Materiais com valores de índice limite de oxigênio mais altos são geralmente mais resistentes à ignição e à propagação de chamas em condições laboratoriais controladas.
A norma ASTM D2863 é utilizada mundialmente por fabricantes de materiais, fornecedores automotivos, empresas aeroespaciais, fabricantes de eletrônicos e laboratórios de pesquisa para comparar as propriedades de inflamabilidade de plásticos e outros materiais poliméricos. O principal objetivo desta norma é determinar a concentração de oxigênio necessária para que um material continue queimando após a ignição.
Ao contrário dos testes de inflamabilidade de aprovação/reprovação, a norma ASTM D2863 fornece um valor quantitativo conhecido como índice de oxigênio (IO) ou índice limite de oxigênio (ILO), que permite aos engenheiros comparar a resistência à chama de diferentes materiais.
Este teste é especialmente valioso nas seguintes situações:
Em princípio, o espécime de teste é colocado verticalmente dentro de uma coluna de combustão transparente, na qual flui para cima uma mistura cuidadosamente controlada de oxigênio e nitrogênio. Após a estabilização da composição gasosa, a extremidade superior do espécime é inflamada utilizando uma chama padrão. O operador observa se o espécime continua a queimar. A concentração de oxigênio é ajustada por meio de testes sucessivos até que se determine o nível mínimo de oxigênio capaz de sustentar a combustão. Essa concentração é relatada como índice de oxigênio (LOI). Matematicamente, o LOI é a concentração mínima de oxigênio necessária para a combustão sustentada.
A norma ASTM D2863 suporta diversas configurações de amostras para plásticos rígidos e flexíveis. Os materiais típicos incluem:
Esta norma define vários tamanhos de amostra, dependendo da forma e espessura do material. Geralmente, destina-se a amostras autossustentáveis, mas materiais flexíveis podem exigir suporte adicional durante os ensaios.
Em resumo, o índice de oxigênio indica a facilidade com que um material queima:
Por exemplo,
Os valores reais variam dependendo dos aditivos, cargas, reforço, densidade e condições de processamento.
Organizações que geralmente realizam testes padrão ASTM D2863 incluem:
Em conclusão, a norma ASTM D2863 é um padrão de teste de inflamabilidade reconhecido globalmente para determinar o índice limite de oxigênio (LOI) de plásticos e materiais poliméricos. Ao medir a concentração mínima de oxigênio necessária para sustentar a combustão, ela fornece uma indicação numérica confiável da resistência relativa à chama de um material. Embora não simule condições reais de incêndio nem substitua testes abrangentes de desempenho em incêndio, continua sendo uma ferramenta importante para o desenvolvimento de materiais, controle de qualidade, comparação de produtos e avaliação de tecnologias retardantes de chama nas indústrias automotiva, aeroespacial, elétrica, de construção e de produtos de consumo.
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