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氧指数测定实验测定方法和计算公式解读

时间:2020-09-16 来源: / 作者: admin
  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)。
 
  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。
 
  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。
 
  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 。
 
  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。
 
  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。
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