ASTM D2863 测量维持塑料蜡状燃烧所需的最低氧气浓度。

ASTM D2863 测量维持塑料蜡状燃烧所需的最低氧气浓度。

美国材料与试验协会 (ASTM) 制定的“ASTM D2863 塑料蜡状燃烧所需最低氧浓度测量标准试验方法(氧指数)”是一项防火测试标准。该标准描述了一种测量在流动氧气和氮气混合物中维持火焰燃烧所需的最低氧浓度(体积百分比)的方法。该试验方法包含三个测试步骤。步骤 A 为表面点火试验,步骤 B 为扩散点火试验,步骤 C 为简短的比较试验,即与规定的最低氧指数值进行比较。

ASTM D2863 测量维持塑料蜡状燃烧所需的最低氧气浓度。

测试中使用的测试样品是根据六种样品类型之一制备的。

ASTM D2863 标准规定了三种测试程序:

  • 程序 A - 表面点火:I、II、III 和 IV 型试样适用于尺寸符合要求的自支撑材料。V 型和 VI 型试样适用于测试过程中需要支撑的材料。VI 型试样适用于可制成自支撑试样的薄膜材料。
  • 程序 B - 扩散点火:仅使用 III、V 和 VI 型试样获得的结果与使用相同形状和厚度的试样获得的结果进行比较。假设此类材料的厚度变化量将由其他标准控制。
  • 程序 C - 一种简短的比较程序,用于确定材料是否符合规定的最低氧指数:VI 型试样适用于卷材形式的自支撑薄膜。表中尺寸为卷材试样的尺寸。如果薄膜非常薄,则在制备卷材时可能需要将两层或多层薄膜组合在一起,才能获得准确的结果。

适当的程序取决于材料的类型和测试目的。

这种测试方法可以测试厚度达 10,5 毫米的垂直条状或片状结构自支撑材料。此类材料为实心、层压或多孔材料,其表观密度大于15 千克/立方米。

该测试方法也适用于垂直支撑的柔性片材或薄膜材料。在某些情况下,该测试方法也适用于表观密度小于15 kg/ m³的多孔材料。

该测试方法测量并描述材料、产品或设备在受控条件下对热和火焰的反应,但其本身并不包括在实际火灾条件下对材料、产品或设备进行火灾危险或火灾风险评估所需的所有因素。

ASTM D2863 标准是塑料和聚合物材料阻燃性测试领域最广泛认可的标准之一。它建立了一种实验室方法,用于测定维持材料蜡烛状燃烧所需的氧氮混合气中的最低氧浓度(氧指数)。由于大气中氧气含量约为 21%,极限氧指数 (LOI) 值可以恰当地反映材料的相对阻燃性。在受控的实验室条件下,极限氧指数值较高的材料通常具有更强的抗点燃性和抗火焰蔓延能力。

ASTM D2863 标准被全球材料制造商、汽车供应商、航空航天公司、电子产品制造商和研究实验室广泛用于比较塑料和其他聚合物材料的可燃性。该标准的主要目的是确定材料点燃后继续燃烧所需的氧气浓度。

与合格/不合格的阻燃性测试不同,ASTM D2863 标准提供了一个称为氧指数 (OI) 或极限氧指数 (LOI) 的定量值,使工程师能够比较不同材料的阻燃性。

在以下情况下,这项测试尤其有价值:

  • 材料开发
  • 质量控制
  • 产品对比
  • 阻燃等级
  • 研究与开发

原则上,将试样垂直放置于透明燃烧柱内,并向燃烧柱内注入精确控制的氧气和氮气混合气体。待气体成分稳定后,使用标准火焰点燃试样的上端。操作人员观察试样是否持续燃烧。通过连续试验调整氧气浓度,直至确定​​维持燃烧所需的最低氧气浓度。该浓度即为氧指数(LOI)。从数学角度来看,LOI 是维持燃烧所需的最低氧气浓度。

ASTM D2863 标准支持多种刚性和柔性塑料的样品配置。典型材料包括:

  • 热塑性塑料
  • 热固性塑料
  • 增强塑料
  • 柔性薄膜
  • 层压板
  • 蜂窝塑料
  • 聚合物片材

本标准根据材料的形状和厚度定义了多种样品尺寸。它通常适用于自支撑样品,但柔性材料在测试过程中可能需要额外的支撑。

简而言之,氧指数表示材料的燃烧难易程度:

  • 低于 21%:在普通空气中易燃。
  • 约 21%:其燃烧方式与大气条件类似。
  • 高于 21%:耐燃性增强。
  • 高于 30%:通常被认为具有较高的阻燃性。

例如,

  • 聚乙烯:约占17-18%
  • 聚丙烯:约占17-18%
  • 尼龙:约占 20-30%,具体取决于配方。
  • 阻燃工程塑料:通常高于 30%。

实际值因添加剂、填料、增强材料、密度和加工条件而异。

通常进行 ASTM D2863 标准测试的机构包括:

  • 聚合物制造商
  • 汽车原始设备制造商
  • 汽车供应商
  • 航空航天制造商
  • 电缆制造商
  • 电子公司
  • 建筑材料制造商
  • 独立检测实验室
  • 认证机构

总之,ASTM D2863 标准是全球公认的阻燃性测试标准,用于测定塑料和聚合物材料的极限氧指数 (LOI)。它通过测量维持燃烧所需的最低氧浓度,提供材料相对阻燃性的可靠数值指标。虽然它不能模拟真实的火灾条件,也不能取代全面的阻燃性能测试,但它仍然是汽车、航空航天、电气、建筑和消费品行业材料开发、质量控制、产品比较以及阻燃技术评估的重要工具。

多年来,凭借我们经验丰富的专业团队,我们始终关注客户需求,提供先进的测试服务,并协助客户建立、实施和改进管理体系。在此框架下,我们也提供符合 ASTM D2863 标准的测试服务。

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