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嘉峪检测网 2025-08-12 20:16
塑料水平燃烧测试是一种通过对塑料样品进行水平方向的燃烧来评估其燃烧性能的测试方法。在这个过程中,我们能够观察塑料在火焰作用下的燃烧行为,从而推断其燃烧特性和安全性。
塑料水平燃烧测试的作用
评估塑料材料的燃烧性能:通过塑料水平燃烧测试,我们可以了解塑料材料在火灾中的燃烧行为,包括燃烧速度、火焰传播速度、烟雾产生量等,从而评估其燃烧性能。
指导塑料材料的设计和选择:根据塑料水平燃烧测试的结果,我们可以为塑料材料的设计和选择提供参考,例如,选择具有较好燃烧性能的塑料材料,以提高产品的安全性能。
符合法规要求:许多国家和地区对塑料材料的燃烧性能有严格的法规要求,通过塑料水平燃烧测试,我们可以确保塑料材料符合相关法规的要求。
测试原理及标准
水平燃烧:将长方形条形样条的一端固定在水平夹具上,其另一端暴露于规定的试验火焰中,通过测量线性燃烧速率,评价试样的水平燃烧行为;通过测量其余焰火和余焰时间,燃烧范围以及颗粒低落的情况评价塑料的燃烧性能。
图1 塑料水平燃烧测试
(1) GB/T2408-2008 《塑料 燃烧性能的测定 水平法和垂直法》
(2) GB/T2406.2-2009 《塑料 用氧指数法测定燃烧行为》
(3) 美标UL94阻燃等级(UL94阻燃等级是很重要一个标准,已被全球广泛采用。)
其它还有GB/T8924-2005《纤维增强塑料燃烧性能试验方法 氧指数法》、ASTM D2863、GB/T 5169.16、GB/T 5169.17、GB 4943.1等等。
其中94-V是UL94里面的垂直燃烧试验分级标准,主要分为V0、V1、V2三个级别(GB2408-2008里面垂直试验也是V0、V1、V2三个级别),UL94还有5VA和5VB两个级别,也是塑料阻燃等级中的最高级别。不同的级别要求的技术指标也不一样。
样品制备
对于成品试验,试样应由能代表产品的模塑样品切割而成,也可采用与模塑产品一样的工艺进行制备,或采用其他适宜的方法。如果无法制备试样,则应该进行针焰试验。进行任何一种切割操作后,要仔细地从表面上去除灰尘和颗粒,切割边缘应精细地砂磨,使其具有平滑的光洁度。
对于材料试验,对不同颜色、厚度、密度、分子量、各向异性或类别,或含有不同添加剂或填充/增强材料的试样进行试验时,其结果可能不同。
对于条状试样,条状试样尺寸应为:长125 mm±5 mm,宽13.0 mm±0.5 mm,而厚度通常应提供材料的最小和最大的厚度,但厚度不应超过13 mm。边缘应平滑同时倒角半径不应超过1.3 mm。也可采用有关各方协商一致的其他厚度,但是需要注明(具体见下图)。
试验方法
以下具体介绍各方法的状态调节、试验步骤、计算方式以及试验分级判定的相关规定。
状态调节
通常采用下列条件:
1)一组三根条状试样,应在(23±2)℃和(50±5)%相对湿度下至少状态调节48 h。一旦从状态调节中移出试样,应在1 h以内测试试样;
2)所有试样应在(15~35)℃和(45~75)%相对湿度的实验室环境中进行试验。
试验步骤
1)测量三根试样,每个试样在垂直于样条纵轴处标记两条线,各自离点燃端(25±1)mm和(100±1)mm;
2)在离25 mm标线最远端夹住试样,使其纵轴近似水平而横轴与水平成45°±2°的夹角,如下图3所示。在试样的下面夹住一片呈水平状态的金属丝网,试样的下底边与金属丝网间的距离为(10±1)mm,而试样的自由端与金属丝网的自由端对齐。每次试验应清除先前试验遗留在金属丝网上的剩余物或使用新的金属丝网;
3)如果试样的自由端下弯同时不能保持(10±1)mm的距离时,应使用下图4所示的支撑架。把支撑架放在金属丝网上,使支撑架支撑试样以保持(10±1)mm的距离,离试样自由端伸出的支撑架的部分近似10 mm。在试样的夹持端要提供足够的间隙,以使支撑架能在横向自由地移动;
4)使喷灯的中心轴线垂直,把喷灯放在远离试样的地方,同时调整喷灯,使喷灯达到稳定的状态;
5)保持喷灯管中心轴与水平面近似成45°角同时斜向试样自由端,把火焰加到试样自由端的底边,此时喷灯管的中心轴线与试样纵向底边处于同样的垂直平面上。喷灯的位置应使火焰侵入试样自由端近似6 mm的长度;
6)随着火焰前端沿着试样进展,以近似同样的速率回撤支撑架,防止火焰前端与支撑架接触,以免影响火焰或试样的燃烧;
7)不改变火焰的位置施焰(30±1)s,如果低于30 s试样上的火焰前端达到25 mm处,就立即移开火焰。当火焰前端达到25 mm标线时,重新启动计时器;
8)在移开试验火焰后,若试样继续燃烧,记录经过的时间t,单位为秒,火焰前端通过100 mm标线时,要记录损坏长度L为75 mm。如果火焰前端通过25 mm标线但未通过100 mm标线的,要记录经过的时间t,单位为秒,同时还要记录25 mm标线与火焰停止前标痕间的损坏长度L,单位为毫米;
9)另外再试验两个试样;
10)如果第一组三个试样中仅一个试样不符合要求,应再试验另一组三个试样。第二组所有试样应符合相关级别的判据。
计算
火焰前端通过100 mm标线时,每个试样的线性燃烧速率v,单位为毫米每秒,采用下式计算:
v=60L/t
其中:
v—线性燃烧速率,单位为毫米每秒(mm/s);
L—根据步骤8)记录的损坏长度,单位为毫米(mm);
t—根据步骤8)记录的时间,单位为秒(s)。
分级
根据下面给出的判据,应将材料分成HB、HB40和HB75(HB=水平燃烧)级。
HB级材料应符合下列判据之一:
a)移去引燃源后,材料没有可见的有焰燃烧;
b)在引燃源移去后,试样出现连续的有焰燃烧,但火焰前端未超过100 mm标线;
c)如果火焰前端超过100 mm标线,但厚度3.0 mm~13.0 mm,其线性燃烧速率未超过40 mm/min,或厚度低于3.0 mm时未超过75 mm/min;
d)如果试验的厚度为(3.0±0.2)mm的试样,其线性燃烧速率未超过40 mm/min,那么降至1.5 mm最小厚度时,就应自动地接受为该级。
HB40级材料应符合下列判据之一:
a)移去引燃源后,没有可见的有焰燃烧;
b)移去引燃源后,试样持续有焰燃烧,但火焰前端未达到100 mm标线;
c)如果火焰前端超过100 mm标线,线性燃烧速率不超过40 mm/min。
HB75级材料,如果火焰前端超过100 mm标线,线性燃烧速率不应超过75 mm/min。
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