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煙密度法——塑料燃燒生煙性的測定方法

絕大部分塑料屬于可燃性、易燃性材料,在火源存在的情況下,這類材料容易引發、傳播火災,燃燒時,塑料的熱值較高,且傳播速率極快,不易熄滅,還會產生大量的濃煙,其中濃煙是火災中導致死亡的首要危險因素。因此,除了抑燃性以外,燃燒抑煙性已成為對阻燃塑料的第二要求。NBS箱煙法是測定塑料燃燒生煙性的基本方法,本實驗方法是將布格定律應用于光速通過煙箱后的衰減情況評定生煙性,即在集煙箱幾何尺寸和試樣的暴露面積為定值的情況下,測試光束通過煙箱后光亮衰減的程度評判材料燃燒時的生煙情況。

圖為煙密度試驗機

 

試驗標準

《固體材料產煙的比光密度試驗方法》GB/T10671-2008、ASTM E662

《塑料燃燒性能試驗方法—煙密度法》GB8323-2008

 

指標定義

1.比光密度:在一定容器的試驗箱中,試樣燃燒產生煙霧的過稱中,測定通過煙層之后光量衰減的程度,推導出相應的光密度,是材料燃燒產生煙霧的一種量度。

2.煙密度:即最大比光密度,是評價材料發煙性的指標。

 

實驗方法

1.凈化及清理試驗箱

2.試樣的準備,測量樣品的長、寬、厚,用一張完整的約0.04mm的鋁箔覆蓋試樣背面,并越過試樣邊緣包到試驗面的周邊,裝入試樣盒。用一塊75mm×75mm×10mm的石棉板做背襯,用彈簧片和固定桿把試樣和背襯固定在試樣盒內,若試樣厚度>15mm,可采用C型固定桿固定。切除露在試驗面上的多余鋁箔,留下缺口處的鋁箔向前彎下,以便把試樣的熔融物導入試樣小盒。

圖為樣品制備方法

 

3.進行無焰燃燒時需拆除燃燒器。進行有焰燃燒時,將燃燒器安裝在試驗箱內的燃燒器上,使兩個水平燃燒的中心線距試樣盒開口的下邊緣6.4±1.5mm,該管的端口距試樣表面6.4±0.8mm。

4.接通電源,調整輻射爐電流。關閉排煙口和試驗箱門,打開進氣口。

5.待輻射強度穩定到規定值,用活動關閘阻擋平行光束,調節放大器零點,指示透過率為0;移開關閘,調節放大器增益,指示透過率為100%。

6.進行有焰燃燒試驗時,調節丙烷流量為1250px3/min,空氣流量為12500px3/min,點火。

7.用裝好試樣的試樣盒取代支架上的空白樣盒,迅速關閉試驗箱門,啟動記錄儀。當記錄儀指針關閉時,立即關閉進氣口。

8.記錄透過率和時間的關系曲線,并獲得20min內最小透過率值Tm。

9.立即用空白樣盒取代以試驗的試驗樣盒并迅速排除試驗箱內的煙霧。若進行有焰燃燒試驗,需先關閉氣源,熄滅燃燒器火焰。排煙直到獲得最大透過率值Tc。

 

結果評定方法

由最小透過率值Tm和最大透過率值Tc可計算獲得煙密度(最大比光密度)。一般要求塑料的煙密度小于300,POM、PP、LDPE、PA6的煙密度小于300可視為無煙材料使用,而PET、PC、PS等煙密度>300的樹脂均需進行消煙處理。

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