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1、实验一聚合物燃烧氧指数测试一、实验目的1、了解氧指数测定仪的结构及工作原理。2、掌握运用JF-3型氧指数测定仪测定常见材料氧指数的基本方法。二、实验原理物质燃烧时，需要消耗大量的氧气,不同的可燃物，燃烧时需要消耗的氧气量不同，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，可以评价物质的 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)。作为判断材料在空气
2、中与火焰接触时燃烧的难易程度 非常有效。一般认为，OI27的属易燃材料，27WOIv32的属可燃材料，OIN32的属难燃 材料。JF-3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。三、实验内容测量PP板材的燃烧氧指数，对应不同氧气浓度、氮气浓度下，测量材料的燃烧 时间(或燃烧长度)，最后总结燃烧结果。四、实验仪器及试样规格(1) 实验仪器采用JF-3型氧指数测定仪(图1)，该仪器根据GB/T2406标准生产。(2) 试样规格选用PP片材，每个试样长宽厚等于(90mm)X(100.5mm)X(40.5mm)。囹
3、1 指散前定技示意图1一底盛“一技璃除，3善耳向14一试H央2试岸仲一善嫌肯“一女火昭斗一气帏混*野 9压方米.1。一枢气li,Ll一电气瓶IW一总正希，】M-jflITfihmF于地ittf五、实验步骤1、检查气路，确定各部分连接无误，无漏气现象。2、校正仪器：接通电源，开启已知氧浓度值的氧气瓶总阀，并调节减压阀，压力 为0.25-0.4Mpa，调节氧气稳压阀，仪器压力表值为（0.1 0.01）Mpa，调节氧气流 量计为（10 0.5）L/min，此时数显表显示数值和已知氧浓度值符合，否则调节满度， 反时针关闭稳压阀。3、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
4、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%。4、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）。5、通气并调节流量：开启氧、氮气钢瓶阀门，调节减压阀压力为0.20.3MPa， 然后调节稳压阀，仪器压力表指示压力为0.10.01MPa，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
5、、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。此 时数显窗口显示的数值为当前氧浓度值（亦称氧指数值）。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）。调节总原则：试验时保持工作压力为0.1Mpa和总流 量10L/min不变。6、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
6、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。7、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“0”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
7、燃烧现象为“00XX”。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。8、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。9、根据上述测试结果确定氧指数01。六、数据处理根据上述实验数据计算试样的氧指数值OI，即取氧不足的最大氧浓度值和氧过量 的最小氧浓度值两组数据计算平均值。七、实验注意事项1、试样制作要精细、准确，表面平整、光滑。2、氧、氮气流量调节要得当，压力表指示处于正常位置，禁止使用过高气压，以 防损坏设备。3、流量计、玻璃筒为易碎品，实验中谨防打碎。八、思考题1、什么叫氧指数值？如何用氧指数值评价材料的燃烧性能？2、JF-3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？九、实验报告1、写出实验目的、内容、步骤等。2、记录实验数据并进行处理。3、材料性能评价：根据氧指数值评价材料的燃烧性能。
