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烟密度法——塑料燃烧生烟性的测定方法

绝大部分塑料属于可燃性、易燃性材料,在火源存在的情况下,这类材料容易引发、传播火灾,燃烧时,塑料的热值较高,且传播速率极快,不易熄灭,还会产生大量的浓烟,其中浓烟是火灾中导致死亡的首要危险因素。因此,除了抑燃性以外,燃烧抑烟性已成为对阻燃塑料的第二要求。NBS箱烟法是测定塑料燃烧生烟性的基本方法,本实验方法是将布格定律应用于光速通过烟箱后的衰减情况评定生烟性,即在集烟箱几何尺寸和试样的暴露面积为定值的情况下,测试光束通过烟箱后光亮衰减的程度评判材料燃烧时的生烟情况。

图为烟密度试验机

 

试验标准

《固体材料产烟的比光密度试验方法》GB/T10671-2008、ASTM E662

《塑料燃烧性能试验方法—烟密度法》GB8323-2008

 

指标定义

1.比光密度:在一定容器的试验箱中,试样燃烧产生烟雾的过称中,测定通过烟层之后光量衰减的程度,推导出相应的光密度,是材料燃烧产生烟雾的一种量度。

2.烟密度:即最大比光密度,是评价材料发烟性的指标。

 

实验方法

1.净化及清理试验箱

2.试样的准备,测量样品的长、宽、厚,用一张完整的约0.04mm的铝箔覆盖试样背面,并越过试样边缘包到试验面的周边,装入试样盒。用一块75mm×75mm×10mm的石棉板做背衬,用弹簧片和固定杆把试样和背衬固定在试样盒内,若试样厚度>15mm,可采用C型固定杆固定。切除露在试验面上的多余铝箔,留下缺口处的铝箔向前弯下,以便把试样的熔融物导入试样小盒。

图为样品制备方法

 

3.进行无焰燃烧时需拆除燃烧器。进行有焰燃烧时,将燃烧器安装在试验箱内的燃烧器上,使两个水平燃烧的中心线距试样盒开口的下边缘6.4±1.5mm,该管的端口距试样表面6.4±0.8mm。

4.接通电源,调整辐射炉电流。关闭排烟口和试验箱门,打开进气口。

5.待辐射强度稳定到规定值,用活动关闸阻挡平行光束,调节放大器零点,指示透过率为0;移开关闸,调节放大器增益,指示透过率为100%。

6.进行有焰燃烧试验时,调节丙烷流量为1250px3/min,空气流量为12500px3/min,点火。

7.用装好试样的试样盒取代支架上的空白样盒,迅速关闭试验箱门,启动记录仪。当记录仪指针关闭时,立即关闭进气口。

8.记录透过率和时间的关系曲线,并获得20min内最小透过率值Tm。

9.立即用空白样盒取代以试验的试验样盒并迅速排除试验箱内的烟雾。若进行有焰燃烧试验,需先关闭气源,熄灭燃烧器火焰。排烟直到获得最大透过率值Tc。

 

结果评定方法

由最小透过率值Tm和最大透过率值Tc可计算获得烟密度(最大比光密度)。一般要求塑料的烟密度小于300,POM、PP、LDPE、PA6的烟密度小于300可视为无烟材料使用,而PET、PC、PS等烟密度>300的树脂均需进行消烟处理。