四川大学实验报告书课程名称： 实验名称：材料的氧指数测定系别： 专业： 班号 姓名： 学号：实验日期：2013年3月10日 同组人姓名： 教师评定成绩：一、 实验名称材料的氧指数测定二、 实验目的1. 评价常见材料的燃烧性能2. 了解HC-2型氧指数测定仪的结构和工作原理3. 明确氧指数的定义及其用于评价高聚物材料相对燃烧性的原理4. 掌握运用HC-2型氧指数测定仪测定常见材料氧指数的基本方法三、 主要实验仪器HC-2型氧指数测定仪 地板革包装带 打火机点火器 胶皮剪刀直尺秒表四、 实验原理物质燃烧时需要消耗大量氧气，不同可燃物燃烧时消耗的氧气量不同，通过对物质燃烧过程中消 耗最低氧气量的测定计算出物质的氧指数值，用以评价物质的燃烧性能所谓氧指数(Oxygen index) 是指在规定的试验条件下，试样在氧氮混合气流中，维持平稳燃烧(即进行有焰燃烧)所需的最低氧 气浓度，以氧所占的体积百分数的数值表示(即在该物质引燃后，能保持燃烧50mm长或燃烧时间3min 时所需要的氧、氮混合气体中最低氧的体积百分比浓度)见式如下：[OI]={[O2]/([N2]+[O2])}*100%以此作为判断材料在空气中与火焰接触时燃烧的难易程度非常有效。
一般认为，OI<27的属易燃 材料,27WOI<32的属可燃材料,OI332的属难燃材料HC-2型氧指数测定仪，就是用来测定物质燃 烧过程中所需氧的体积百分比该仪器适用于塑料、橡胶、纤维、泡沫塑料及各种固体的燃烧性能的 测试，准确性、重复性好，因此普遍被世界各国所采用氧指数的测试方法，就是把一定尺寸的试样用试样夹垂直夹持于透明燃烧筒内，其中有按一定比 例混合的向上流动的氧氮气流点着试样的上端，观察随后的燃烧现象，记录持续燃烧时间或燃烧过 的距离，试样的燃烧时间超过3min或火焰前沿超过50mm标线时，就降低氧浓度，试样的燃烧时间 不足3min或火焰前沿不到标线时，就增加氧浓度，如此反复操作，从上下两侧逐渐接近规定值，至 两者的浓度差小于0.5%氧指数法是在实验室条件下评价材料燃烧性能的一种方法，它可以对窗帘 幕布、木材等许多新型装饰材料的燃烧性能作出准确、快捷的检测评价需要说明的是氧指数法并不 是唯一的判定条件和检测方法，但它的应用非常广泛，已成为评价燃烧性能级别的一种有效方法五、 实验内容与步骤1. 检查气路，确定各部分连接无误，无漏气现象2. 确定实验开始时的氧浓度：根据经验或试样在空气中点燃的情况，估计开始实验时的氧浓度。
如试 样在空气中迅速燃烧，则开始实验时的氧浓度为18%左右；如在空气中缓慢燃烧或时断时续，则为21% 左右；在空气中离开点火源即马上熄灭，则至少为25%根据经验，确定该地板革氧指数测定实验初 始氧浓度为26%氧浓度确定后，在混合气体的总流量为10l/min的条件下，便可确定氧气、氮气的 流量例如，若氧浓度为26%，则氧气、氮气的流量分别为2.5l/min和7.5l/min3. 安装试样：将试样夹在夹具上，垂直地安装在燃烧筒的中心位置上（注意要划50mm标线），保证试 样顶端低于燃烧筒顶端至少100mm，罩上燃烧筒（注意燃烧筒要轻拿轻放）4. 通气并调节流量：开启氧、氮气钢瓶阀门，调节减压阀压力为0.2〜0.3MPa（由教员完成），然后开 启氮气和氧气管道阀门（在仪器后面标注有红线的管路为氧气，另一路则为氮气,应注意：先开氮气， 后开氧气，且阀门不宜开得过犬，然后调节稳压阀，仪器压力表指示压力为0.1±0.01MPa，并保持该 压力（禁止使用过高气压）调节流量调节阀，通过转子流量计读取数据（应读取浮子上沿所对应的 刻度），得到稳定流速的氧、氮气流检查仪器压力表指针是否在0.1Mpa，否则应调节到规定压力， O2+N2压力表不大于0.03Mpa或不显示压力为正常，若不正常，应检查燃烧柱内是否有结炭、气路堵 塞现象；若有此现象应及时排除使其恢复到符合要求为止。
应注意：在调节氧气、氮气浓度后，必须 用调节好流量的氧氮混合气流冲洗燃烧筒至少30s （排出燃烧筒内的空气）5. 点燃试样：用点火器从试样的顶部中间点燃（点火器火焰长度为1-2cm），勿使火焰碰到试样的棱边 和侧表面在确认试样顶端全部着火后，立即移去点火器，开始计时或观察试样烧掉的长度点燃试 样时，火焰作用的时间最长为30s，若在30s内不能点燃，则应增大氧浓度，继续点燃，直至30s内 点燃为止6. 确定临界氧浓度的大致范围：点燃试样后，立即开始记时，观察试样的燃烧长度及燃烧行为若燃 烧终止，但在1s内又自发再燃，则继续观察和记时如果试样的燃烧时间超过3min，或燃烧长度超 过50mm （满足其中之一），说明氧的浓度太高，必须降低，此时记录实验现象记“X”如试样燃烧在 3min和50mm之前熄灭，说明氧的浓度太低，需提高氧浓度，此时记录实验现象记O ”如此在氧 的体积百分浓度的整数位上寻找这样相邻的四个点，要求这四个点处的燃烧现象为“0 0 XX” 例如若氧浓度为26%时，烧过50mm的刻度线，则氧过量，记为“X”，下一步调低氧浓度，在25%做 第二次，判断是否为氧过量，直到找到相邻的四个点为氧不足、氧不足、氧过量、氧过量，此范围即 为所确定的临界氧浓度的大致范围。
7. 在上述测试范围内，缩小步长，从低到高，氧浓度每升高0.4%重复一次以上测试，观察现象，并记 录8. 根据上述测试结果确定氧指数OI六、实验数据记录和处理实验数据记录如下:材料回装绳地板革实验次数12341234氧浓度（%）1919.52020.52323.52424.5氮浓度（%）8180.58079.57776.57675.5燃烧时间（s）3150.913487132410590燃烧长度（mm）6850505355050燃烧结果OOXXOOXX回装绳：OI= (19.5%+20%) /2=19.75%V27% 属易燃物品地板革：OI= (23.5%+24%) /2=23.75%V27% 属易燃物品七、 误差分析1. 材料剪裁的情况不够好或者材料表面不够平整光滑，影响燃烧的结果2. 实验过程中压力表因机器自身或外界触碰发生变化从而影响测量的结果3. 气流比调定后没有等够足够的时间，使测试时燃烧气体中的氧含量与气体不符4. 点火器火焰长度过大导致点火器从试样顶部的边缘开始点燃材料从而引起测量误差5. 点火时深入材料的距离和在材料上的方位不符合要求影响燃烧时间和燃烧长度的测定八、 思考题与问题讨论1. 什么叫氧指数值？如何用氧指数值评价材料的燃烧性能？答：所谓氧指数(Oxygen index)是指在规定的试验条件下试样在氧氮混合气流中，维持平稳燃烧(即 进行有焰燃烧)所需的最低氧气浓度，以氧所占的体积百分数的数值表示(即在该物质引燃后，能保 持燃烧50mm长或燃烧时间3min时所需要的氧、氮混合气体中最低氧的体积百分比浓度)。
一般认为， OIV27的属易燃材料，27WOIV32的属可燃材料，OI>32的属赧然材，从而判断出材料的燃烧性能2. HC-2型氧指数测定仪适用于哪些材料性能的测定？如何提高实验数据的测试精度？答：HC-2型氧指数测定仪适用于塑料、橡胶、纤维、泡沫塑料及各种固体的燃烧性能的测试提高实 验测试精度的方法：试样制作得精细、准确、表面平滑、光滑，也可以将氧、氮气流量调节得当，使 压力表处于正常位置；做实验时注意力集中，认真及时做好记录九、 实验小结答：在实验材料氧指数测定过程中，我们深入了解了氧指数的定义及其用于评价高聚物材料相对燃烧 性的原理；HC-2型氧指数测定仪的结构和工作原理，掌握了高分子材料氧指数测定的基本原理与方法通过误差的分析了解到，实验时要仔细，认真，尽量避免人为误差的产生氧指数是评判材料的燃烧 性能的最重要的指标之一，作为一名未来的化工安全人员，我们更应该掌握基本材料的氧指数，并以 此对材料进行管理，避免材料燃烧而造成火灾、造成不必要的生命、财产等损失。