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氧指数测定仪实验测定方法和计算公式

2010-05-22 北京卓锐科技 1219

氧指数测定仪实验测定方法和计算公式

氧指数测定仪参数:

概述:氧指数测定仪,是根据国家标准GB/T2406规定的技术要求研制的新型号产品。该仪器是用来测定聚合物燃烧过程中所需要氧的体积百分比,聚合物氧指数值是在该物质引燃后,保持燃烧50mm长或燃烧时间为180s时所需要的氧、氮混合气流中,刚好维持式样燃烧所需的最低氧浓度(亦称氧指数)。该仪器不仅可以作为鉴定聚合物难燃性的手段,而且可以作为一种研究工具,对实验室研究阻燃配方,开发新型阻燃材料提供了有力的测试手段。适合于固体材料,层压材料、泡沫塑料、织物、软片和薄膜等材料的燃烧性测试。仪器结构设计合理,操作使用维修方便。测试系统采用进口氧传感器,并用数字显示结果。具有判定准确,重现性好等优点,是科研、生产质量控制理想的测试设备。

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氧指数试验仪:符合标准:GB/T2406《塑料燃烧性能试验方法---氧指数法》标准。符合JIS7201、BS2782、ANSI/ASTM、D2863、ISO4589、GB/T2406标准。

氧指数试验仪适用范围:用于判断材料在空气中与火焰接触时燃烧的难易度,适用于均质固体材料、层压材料、软片和薄膜材料。

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氧指数试验仪主要参数:

流量计直读氧气、氮气浓度

指针式压氧气、氮气压力,能通过调节阀调节大小。

测量范围:0-80%,

测量精度:2.5级

燃烧筒内径:75㎜

燃烧筒内气体流速:40mm±10mm/s

工作压力:0.1Mpa

氧气、氮气混合气体入口:包括稳压阀、流量调节阀、气体过滤器和混合室。

试样夹可用于软质和硬质塑料。

点火器:专用丁烷手持式电子电火器

气体:工业级氧气、氮气。

电源要求:AC220(±10%)V/50HZ 。

氧指数试验仪机箱及部分结构:

控制箱:采用数控机床加工成型,圆弧造型美观大方.优质SUS304镜面不锈钢材料,美观、防锈防腐。

燃烧筒:耐高温优质玻璃管(内径¢100mm,长450mm)

出口内径:φ40mm

混合器:采用玻璃珠填充形式,将氧气和氮气均匀混合。(珠φ4.5mm填充高度95mm)

试样夹具:自撑式夹具,并能竖直地夹住试样。

氧指数试验仪电控系统:

采用继电器控制系统,所有有电子原件均采用国内领先品牌,能更好地保证机器的性能及检测精度。

设备具有下列安全保护装置:电源超载、短路保护、控制回路过载保护。

氧指数试验仪环境使用条件:

引仪器工作时需要氧气和氮气。(客户自备)

地面平整,通风良好,不含易燃、易爆、腐蚀性气体和粉尘。

附近没有强电磁辐射源。

设备周围留有适当的维护空间。

温度:5℃~30℃。

气压:86~106kpa。

AC220V/50HZ。

电压允许波动范围:220V±10%。

频率允许波动范围:50Hz±1%。

要求用户在安装现场为设备配置相应容量的空气、氮气电力开关

设备不工作时,环境的温度应保持+0~45℃以内,并装振动燃烧装置放置于燃烧箱体外。

二、理论基础

聚合物的氧指数与其燃烧时的成炭率、比燃烧焓及元素组成等因素有关,可按下述诸术计算:

1.按成炭率计算

1974年P.W.Wan Krevelen在大量试验基础上,提出了不含卤高聚物LOI与成炭率的下述线性关系:

LOI=(17.5+0.4CR)/100

式中CR——高聚物加热至85℃时的成炭率(%)

高聚物的CR值具有基团加和性,是分子中各基团对成炭率贡献的总和,如下式所示:

CR= (CFT)i×1200/M

式中M——高聚物结构单元的摩尔质量(g/mol)

CFT——每摩尔结构单元的成炭量与碳的摩尔质量(12g/mol)之比,即每摩尔结构单元的成炭量

中所含碳物质的量

高聚物中的不同基团的CFT值可在专门的手册中查得。

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2.按比燃烧焓计算

很多高聚物的燃烧焓、氧化焓及起始分解温度与它们的LOI间存在一定的对应关系,特别是一些高

聚物的LOI的倒数与它们的燃烧焓/氧化焓比值之间具有较好的线性关系。LOI可按下式计算:

LOI=-8×103/△ghb=-8×103M/△mHb(1式)

式中△ghb——高聚物比燃烧焓(J/g)

△mHb——高聚物结构单元的摩尔燃烧焓(J/mol)

M——高聚物结构单元的摩尔质量(g/mol)

但上式对C/O或C/N物质的量之比小于6的高聚物不适用

△mHb可根据完全燃烧产物(CO2和H2O)的生成焓及被燃烧高聚物的生成焓求的,也可根据高聚物

完全燃烧需氧量按下式计算。

△mHb=-4.35×105mo(2式)

式中mo——高聚物结构单元完全燃烧需氧量(mol/mol)

合并1式和2式得:LOI=1.84×10-2M/m

注:△ghb值越小(即燃烧时放出的热量越大)或mo值越大的高聚物,其LOI值越低。