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GB/T2406.2-2009塑料用氧指数法测定燃烧行为第2部分:室温试验
时间：2020-01-30来源：泰鼎恒业浏览次数：
GB/T2406.2-2009塑料用氧指数法测定燃烧行为第2部分:室温试验
本标准参照采用国际标准ISO4589—1984《塑料——氧指数法测定燃烧性》。
1主题内容与适用范围
本标准规定了在规定的试验条件下，在氧、氮混合气流中，测定刚好维持试样燃烧所需的最低氧浓度(亦称氧指数)的试验方法。
本标准适用于评定均质固体材料、层压材料、泡沫材料、软片和薄膜材料等在规定试验条件下的燃烧性能，其结果不能用于评定材料在实际使用条件下着火的危险性。
本方法不适用于评定受热后呈高收缩率的材料。
2引用标准
GB2828逐批检査计数抽样程序及抽样表
GB2918塑料试样状态调节和试验的标准环境
GB3863工业用气态氧
GB3864工业用气态氮
GB5471热固性模塑料压塑试样的制备方法
GB6379测试方法的精密度通过实验室间试验确定标准测试方法的重复性和再现性
GB9352热塑性塑料压缩试样的制备
GB11997塑料多用途试样的制备和使用
3方法提要
将试样垂直固定在燃烧筒中，使氧、氮混合气流由下向上流过，点燃试样顶端，同时记时和观察试样燃烧长度，与所规定的判据相比较。在不同的氧浓度中试验一组试样，测定塑料刚好维持平稳燃烧时的最低氧浓度，用混合气中氧含量的体积百分数表示。
4试验设备
4.1氧指数仪
氧指数仪示意图如图1所示。
1主题内容与适用范围
本标准规定了在规定的试验条件下，在氧、氮混合气流中，测定刚好维持试样燃烧所需的最低氧浓度(亦称氧指数)的试验方法。
本标准适用于评定均质固体材料、层压材料、泡沫材料、软片和薄膜材料等在规定试验条件下的燃烧性能，其结果不能用于评定材料在实际使用条件下着火的危险性。
本方法不适用于评定受热后呈高收缩率的材料。
2引用标准
GB2828逐批检査计数抽样程序及抽样表
GB2918塑料试样状态调节和试验的标准环境
GB3863工业用气态氧
GB3864工业用气态氮
GB5471热固性模塑料压塑试样的制备方法
GB6379测试方法的精密度通过实验室间试验确定标准测试方法的重复性和再现性
GB9352热塑性塑料压缩试样的制备
GB11997塑料多用途试样的制备和使用
3方法提要
将试样垂直固定在燃烧筒中，使氧、氮混合气流由下向上流过，点燃试样顶端，同时记时和观察试样燃烧长度，与所规定的判据相比较。在不同的氧浓度中试验一组试样，测定塑料刚好维持平稳燃烧时的最低氧浓度，用混合气中氧含量的体积百分数表示。
4试验设备
4.1氧指数仪
氧指数仪示意图如图1所示。
4.1.1燃烧筒
最小内径75mm、高450mm、顶部出口的内径为40mm的耐热玻璃管，垂直固定在可通过氧、氮混合气流的基座上，底部用直径为3〜5mm的玻璃珠充填，充填高度为80〜100mm。在玻璃珠的上方装有金属网，以防下落的燃烧碎片阻奉气体入口和配气通路。
4.1.2试样夹
4.1.2.1自撑材料的试样夹
能固定在燃烧筒轴心位置上，并能垂直夹住试样的构件。
4.1.2.2非自撑材料的试样夹
采用图2所示的框架，将试样的两个垂直边同时固定在框架上。
图2支撑非支撑试样的框架结构
1——上参数标计；2——下参数标计
4.1.3流量测量和控制系统
能测量进入燃烧筒的气体流量,控制精度在±5%（V/V）之内的流量测量和控制系统，至少2年校准一次。
设备校正，参见附录A。
4.2气源
用GB3863中所规定的氧和GB3864中所规定的氮及所需的氧、氮气钢瓶和调节装置。气体使用的压力不低于1MPa。
4.3点火器
由一根金属管制成，尾端有内径为2±1mm的喷嘴，能插入燃烧筒内点燃试样。通以未混有空气的丙烷，或丁烷、石油液化气、煤气、天然气等可燃气体。点燃后，当喷嘴垂直向下时，火焰的长度为16±4mm。
注：仲裁试验时，须以未混有空气的丙烷作为点燃气体。
4.4排烟系统
能排除燃烧产生的烟尘和灰粒，但不应影响燃烧筒中的温度和气体流速。
4.5计时装置
具有±0.25s精度的计时器。
5试样
5.1取样
按产品标准或按GB2828的有关规定取样。
5.2试样制备
按产品标准的有关规定或按GB5471、GB9352、GB11997等有关标准，模塑或切割符合尺寸规定要求的试样。
5.3试样类型、尺寸和用途
表1
注：不同型式、不同厚度的试样，测试结果不可比。
5.4试样数量
每组试样至少15条。
5.5外观要求
试样表面清洁，无影响燃烧行为的缺陷，如:气泡、裂纹、溶胀、飞边、毛刺等。
5.6试样的标线
对I、II、III、IV型试样，标线划在距点燃端50mm处，对V型试样，标线划在框架上(见图2所示)或划在距点燃端20mm和100mm处。
5.7状态调节与试验环境
状态调节按GB2918中有关规定进行。
试验环境应在GB2918所规定的常温、常湿下进行，即环境温度为10〜35℃，相对湿度为45%〜75%。如有特殊要求，在产品标准中规定。
6试验程序
6.1开始试验时氧浓度的确定
根据经验或试样在空气中点燃的情况，估计开始试验时的氧浓度。如在空气中迅速燃烧，则开始试验时的氧浓度为18%左右;在空气中缓慢燃烧或时断时续，则为21%左右;在空气中离开点火源即灭，则至少为25%。
6.2调整仪器和点燃试样
6.2.1安装试样
将试样夹在夹具上，垂直地安装在燃烧筒的中心位置上，保证试样顶端低于燃烧筒顶端至少100mm，其暴露部分最低处应高于燃烧筒底部配气装置顶端至少100mm。
6.2.2调节气体控制装置
调节气体混合及流量控制装置，使混合气中的氧浓度为6.1所确定的氧浓度，以40±10mm/s的速度流经燃烧筒，洗涤燃烧筒至少30s。
6.2.3点燃试样
6.2.3.1方法A顶端点燃法
使火焰的最低可见部分接触试样顶端并覆盖整个顶表面，勿使火焰碰到试样的棱边和侧表面。在确认试样顶端全部着火后，立即移去点火器，开始记时或观察试样烧掉的长度。
点燃试样时，火焰作用的时间最长为30s，若在30s内不能点燃，则应增大氧浓度，继续点燃，直至30s内点燃为止。
6.2.3.2方法B扩散点燃法
充分降低和移动点火器，使火焰可见部分施加于试样顶表面，同时施加于垂直侧表面约6mm长。点燃试样时，火焰作甩时间最长为30s，每痛5s左右稍移开点火器观察试样，直至垂直侧表面稳定燃烧或可见碱烧部分的前锋到达上标线处，立即移去点火器，开始计时或观察试样燃烧长度。
若30s内不能点燃试样，则增大氧浓度，再次点燃，直至30s内点燃为止。
方法B也适用于I、II、III、IV型试样，标线应划在距点燃端10mm和60mm处。
注：①点燃试样是指引起试样有焰燃烧,不同点燃方法的试验结果不可比。
②燃烧部分包括任何沿试样表面淌下的燃烧滴落物。
6.3燃烧行为的评价
6.3.1评价准则，
燃烧行为的评价准则，见表2所示。
表2
6.3.2“〇”与“X”反应的确定
点燃试样后，立即开始记时察试样燃烧长度及燃烧行为。若燃烧中止，但在1S内又自发再燃，则继续观察和计时。
如果试样的燃烧时间或燃烧长度均不超过表2的规定，则这次试验记录为“〇”反应，并记下燃烧长度或时间。
如果二者之一超过表2的规定，扑灭火焰，记录这次试验为“X”反应。
还要记下材料燃烧特性，例如:擦滴、烟灰、结炭、漂游性燃烧、灼烧、余辉或其他需要记录的特性。
如果有无焰燃烧，应根据需要，报告无焰燃烧情况或包括无焰燃烧时的氧指数。
6.3.3下次试验准备
取出试样，擦净燃烧筒和点火器表面的污物，使燃烧筒的温度回复至常温或另换一个为常温的燃烧筒，进行下一个试验。
如果试样足够长，可以将试样倒过来或剪掉燃烧过的部分再用。但不能用于计算氧浓度。
6.4逐次选择氧浓度
采用“少量样品升-降法”这一特定的条件，以任意步长做为改变量，按6.2〜6.4条，进行一组试样的试验。
a. 如果前一条试样的燃烧行为是“X”反应，则降低氧浓度。
b. 如果前一条试样的燃烧行为是“〇”反应，则增大氧浓度。
6.5初始氧浓度的确定
采用任一合适的步长，重复6.2〜6.4,直到以体积百分数表示的二次氧浓度之差不大于1.0%，并且一次是“〇”反应，一次是“X”反应为止。将这组氧浓度中得“〇”反应的记作初始氧浓度Ψ0。
注：一张记录本条和下条试验结果的表格示于附录B。
6.6氧浓度的改变
6.6.1用初始氧浓度Ψ0，重复6.2〜6.3操作，记录在Ψ0时所对应的“X”或“〇”反应。即为NL系列的第一个值。
6.6.2用混合气浓度的0.2%（V/V）为步长，重复6.2〜6.4操作，测得一组氧浓度值及对应的反应。直至得到不同于6.6.1的反应为止，记下这些氧浓度值及其反应。
6.6.1和6.6.2测得的结果，即为NL系列。
6.6.3仍以0.2%(V/V)为步长，重复6.2〜6.4,再测试四条试样，记下各次的氧浓度及所对应的反应，最后一条试样的氧浓度，用办表示。
6.6.1〜6.6.3试验结果，组成NL系列。
7结果的计算
7.1氧指数的计算
以体积百分数表示的氧指数，按式(1)计算：
OI=ΨF+Kd
式中：OI—氧指数 %；
ΨF——NT系列最后一个氧浓度，取一位小数，％;
d——6.6使用和控制的二个氧浓度之差,即步长，取一位小数；
K——査表3所得的系数。
报告OI时，取一位小数，不能修约，为了计算7.3的标准偏差σ，〇I应计算到二位小数。
最小内径75mm、高450mm、顶部出口的内径为40mm的耐热玻璃管，垂直固定在可通过氧、氮混合气流的基座上，底部用直径为3〜5mm的玻璃珠充填，充填高度为80〜100mm。在玻璃珠的上方装有金属网，以防下落的燃烧碎片阻奉气体入口和配气通路。
4.1.2试样夹
4.1.2.1自撑材料的试样夹
能固定在燃烧筒轴心位置上，并能垂直夹住试样的构件。
4.1.2.2非自撑材料的试样夹
采用图2所示的框架，将试样的两个垂直边同时固定在框架上。
1——上参数标计；2——下参数标计
4.1.3流量测量和控制系统
能测量进入燃烧筒的气体流量,控制精度在±5%（V/V）之内的流量测量和控制系统，至少2年校准一次。
设备校正，参见附录A。
4.2气源
用GB3863中所规定的氧和GB3864中所规定的氮及所需的氧、氮气钢瓶和调节装置。气体使用的压力不低于1MPa。
4.3点火器
由一根金属管制成，尾端有内径为2±1mm的喷嘴，能插入燃烧筒内点燃试样。通以未混有空气的丙烷，或丁烷、石油液化气、煤气、天然气等可燃气体。点燃后，当喷嘴垂直向下时，火焰的长度为16±4mm。
注：仲裁试验时，须以未混有空气的丙烷作为点燃气体。
4.4排烟系统
能排除燃烧产生的烟尘和灰粒，但不应影响燃烧筒中的温度和气体流速。
4.5计时装置
具有±0.25s精度的计时器。
5试样
5.1取样
按产品标准或按GB2828的有关规定取样。
5.2试样制备
按产品标准的有关规定或按GB5471、GB9352、GB11997等有关标准，模塑或切割符合尺寸规定要求的试样。
5.3试样类型、尺寸和用途
表1
| 类型 | 型式 | 长 | 宽 | 厚 | 用途 | |||
| 基本尺寸 | 极限偏差 | 基本尺寸 | 极限偏差 | 基本尺寸 | 极限偏差 | |||
| 自撑材料 | I | 80〜150 | — | 10 | ±0.5 | 4 | ±0.25 | 用于模塑材料 |
| II | 10 | ±0.5 | 用于泡沫材料 | |||||
| III | <10.5 | 用于原厚的片材 | ||||||
| IV | 70〜150 | 6.5 | 3 | ±0.25 |
用于电器用棋塑料或 片材 |
|||
| 非自撑材料 | V | 140 | -5 | 52 | <10.5 | - | 用于软片或薄膜等 | |
5.4试样数量
每组试样至少15条。
5.5外观要求
试样表面清洁，无影响燃烧行为的缺陷，如:气泡、裂纹、溶胀、飞边、毛刺等。
5.6试样的标线
对I、II、III、IV型试样，标线划在距点燃端50mm处，对V型试样，标线划在框架上(见图2所示)或划在距点燃端20mm和100mm处。
5.7状态调节与试验环境
状态调节按GB2918中有关规定进行。
试验环境应在GB2918所规定的常温、常湿下进行，即环境温度为10〜35℃，相对湿度为45%〜75%。如有特殊要求，在产品标准中规定。
6试验程序
6.1开始试验时氧浓度的确定
根据经验或试样在空气中点燃的情况，估计开始试验时的氧浓度。如在空气中迅速燃烧，则开始试验时的氧浓度为18%左右;在空气中缓慢燃烧或时断时续，则为21%左右;在空气中离开点火源即灭，则至少为25%。
6.2调整仪器和点燃试样
6.2.1安装试样
将试样夹在夹具上，垂直地安装在燃烧筒的中心位置上，保证试样顶端低于燃烧筒顶端至少100mm，其暴露部分最低处应高于燃烧筒底部配气装置顶端至少100mm。
6.2.2调节气体控制装置
调节气体混合及流量控制装置，使混合气中的氧浓度为6.1所确定的氧浓度，以40±10mm/s的速度流经燃烧筒，洗涤燃烧筒至少30s。
6.2.3点燃试样
6.2.3.1方法A顶端点燃法
使火焰的最低可见部分接触试样顶端并覆盖整个顶表面，勿使火焰碰到试样的棱边和侧表面。在确认试样顶端全部着火后，立即移去点火器，开始记时或观察试样烧掉的长度。
点燃试样时，火焰作用的时间最长为30s，若在30s内不能点燃，则应增大氧浓度，继续点燃，直至30s内点燃为止。
6.2.3.2方法B扩散点燃法
充分降低和移动点火器，使火焰可见部分施加于试样顶表面，同时施加于垂直侧表面约6mm长。点燃试样时，火焰作甩时间最长为30s，每痛5s左右稍移开点火器观察试样，直至垂直侧表面稳定燃烧或可见碱烧部分的前锋到达上标线处，立即移去点火器，开始计时或观察试样燃烧长度。
若30s内不能点燃试样，则增大氧浓度，再次点燃，直至30s内点燃为止。
方法B也适用于I、II、III、IV型试样，标线应划在距点燃端10mm和60mm处。
注：①点燃试样是指引起试样有焰燃烧,不同点燃方法的试验结果不可比。
②燃烧部分包括任何沿试样表面淌下的燃烧滴落物。
6.3燃烧行为的评价
6.3.1评价准则，
燃烧行为的评价准则，见表2所示。
表2
| 试样型式 | 点燃方式 | 评价准则(两者取一） | |
| 燃烧时间，S | 燃烧长度 | ||
| I、II、III、IV | A法 | 燃烧前锋超过上标线 | |
| B法 | 180 | 燃烧前锋超过下标线 | |
| V | B法 | 燃烧前铎趄过卞标线 | |
点燃试样后，立即开始记时察试样燃烧长度及燃烧行为。若燃烧中止，但在1S内又自发再燃，则继续观察和计时。
如果试样的燃烧时间或燃烧长度均不超过表2的规定，则这次试验记录为“〇”反应，并记下燃烧长度或时间。
如果二者之一超过表2的规定，扑灭火焰，记录这次试验为“X”反应。
还要记下材料燃烧特性，例如:擦滴、烟灰、结炭、漂游性燃烧、灼烧、余辉或其他需要记录的特性。
如果有无焰燃烧，应根据需要，报告无焰燃烧情况或包括无焰燃烧时的氧指数。
6.3.3下次试验准备
取出试样，擦净燃烧筒和点火器表面的污物，使燃烧筒的温度回复至常温或另换一个为常温的燃烧筒，进行下一个试验。
如果试样足够长，可以将试样倒过来或剪掉燃烧过的部分再用。但不能用于计算氧浓度。
6.4逐次选择氧浓度
采用“少量样品升-降法”这一特定的条件，以任意步长做为改变量，按6.2〜6.4条，进行一组试样的试验。
a. 如果前一条试样的燃烧行为是“X”反应，则降低氧浓度。
b. 如果前一条试样的燃烧行为是“〇”反应，则增大氧浓度。
6.5初始氧浓度的确定
采用任一合适的步长，重复6.2〜6.4,直到以体积百分数表示的二次氧浓度之差不大于1.0%，并且一次是“〇”反应，一次是“X”反应为止。将这组氧浓度中得“〇”反应的记作初始氧浓度Ψ0。
注：一张记录本条和下条试验结果的表格示于附录B。
6.6氧浓度的改变
6.6.1用初始氧浓度Ψ0，重复6.2〜6.3操作，记录在Ψ0时所对应的“X”或“〇”反应。即为NL系列的第一个值。
6.6.2用混合气浓度的0.2%（V/V）为步长，重复6.2〜6.4操作，测得一组氧浓度值及对应的反应。直至得到不同于6.6.1的反应为止，记下这些氧浓度值及其反应。
6.6.1和6.6.2测得的结果，即为NL系列。
6.6.3仍以0.2%(V/V)为步长，重复6.2〜6.4,再测试四条试样，记下各次的氧浓度及所对应的反应，最后一条试样的氧浓度，用办表示。
6.6.1〜6.6.3试验结果，组成NL系列。
7结果的计算
7.1氧指数的计算
以体积百分数表示的氧指数，按式(1)计算：
OI=ΨF+Kd
式中：OI—氧指数 %；
ΨF——NT系列最后一个氧浓度，取一位小数，％;
d——6.6使用和控制的二个氧浓度之差,即步长，取一位小数；
K——査表3所得的系数。
报告OI时，取一位小数，不能修约，为了计算7.3的标准偏差σ，〇I应计算到二位小数。
表3
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 最后五次 | a. | 前几次测试的反应如下时的尺值 | |||
| 试验的反应 | 〇 | 〇〇 | 〇〇〇 | 〇〇〇〇 | |
| X〇〇〇〇 | -0.55 | -0.55 | -0.55 | -0.55 | OXXXX |
| XOOOX | -1.25 | -1.25 | -1.25 | -1.25 | OXXXO |
| X〇〇X〇 | 0,37 | 0.38 | 0.38 | 0.38 | OXXOX |
| X〇〇XX | -0.17 | -0.14 | -0.14 | -0.14 | OXXOO |
| X〇X〇〇 | 0.02 | 0.04 | 0.04 | 0.04 | OXOXX |
| X〇X〇X | -0.50 | -0.46 | -0.45 | -0.45 | OXOXO |
| X〇XX〇 | 1.17 | 1.24 | 1.25 | 1.25 | OXOOX |
| X〇XXX | 0.61 | 0.73 | 0.76 | 0.76 | OXOOQ |
| XX〇〇〇 | -0.30 | -0.27 | -0.26 | -0.26 | OOXXX |
| XX〇〇X | -0.83 | -0.76 | -0.75 | -0.75 | OOXXO |
| XX〇X〇 | 0.83 | 0.94 | 0.95 | 0.95 | OOXOX |
| XX〇XX | 0.30 | 0.46 | 0.50 | 0.50 | OOXOO |
| XXX〇〇〇 | 0.50 | 0.65 | 0.68 | 0.68 | OOOXX |
| XXX〇X | -0.04〇.04 | 0.19 | 0.24 | 0.25 | OOOXO |
| XXXX〇 | 1.60 | 1.92 | 2.00 | 2.01 | OOOOX |
| XXXXX | 0.89 | 1.33 | 1.47 | 1.50 | OOOOO |
| b. | NL前几次试验的反应如下时的尺值 | 最后五次 | |||
| X | XX | XXX | XXXX | 试验的反应 | |
7.21值的确定
a. 按6.6.1条试验的试样如为“〇”反应，则第一个相反的反应是“X”反应，从表3第一栏中找出所对应的反应，并按NL系列的前几个反应，査出所对应的行数，即为所需K值，其符号与表中符号相同。
b. 按6.6.1试验的试样如为“X”反应，则第一个相反的反应是“〇”反应，从表3第六栏中找出所对应的反应，并按NL系列的前九个反应，査出所对应的行数，即为所需K值，其符号与表中符号相反。
7.3步长d值的校验
2σ/3＜d＜3σ/2
式中：d——7.1中所用的步长%，
σ——标准偏差。
σ=[Σ（Ψi-OI）²/（n-1）]1/2
式中：Ψi——NT系列中最后六个试样所对应的氧浓度值，％;
n——计入Σ(Ψi-OI)2的氧浓度测定次数。
若d满足式(2)的条件或者d=0.2时，d＞2/3σ，则QI有效。
若d＜2/3σ则增d，重复6.6操作，直至满足(2)式为止。
若d＞2/3σ，则减d，重复6.6操作，直至满足条件为止。一般不应将减少至小于0.2,除非相应的产品标准有规定。
注：对于本标准，n=6。若n<6,则方法失去精密性。若n>6,则需另选统计方法。
7.4结果的精密度
对易点燃和燃烧稳定的材料，本方法具有表4所示的精确度。
| 表.4 | ||
| 95%置信度近似值 | 实验室内 | 实验室间 |
| 标准偏差 | 0.2 | 0.2 |
| 重复性r | 0.5. | — |
| 再现性及 | — | 1.4 |
8试驗报告
试验报告应包括下列内容：
注明采用本国家标准；
材料的鉴别特征，名称、牌号、批号、生产厂、出厂日期等；
试祥制备方法、型式、尺寸、状态调节情况；
试样点燃方式，点燃气体种类；
氧指数OI和步长d
燃烧特性;
无焰燃烧情况或包括无焰燃烧时的氧指数；
试验环境、日期和试验人员；
声明本试验结果仅供评定在规定条件下材料的燃烧特性，不能用于推断该材料在其他条件下或其他形状下着火的危险性》
其他需要注明的事项。
