塑料極限氧指數(shù)測定簡介
塑料極限氧指數(shù)測定簡介
塑料的極限氧指數(shù)(LOI)定義為在規(guī)定的條件下,試樣在氮、氧混合氣體中,維持平衡燃燒的最低氧濃度(體積百分含量)。
LOI測定是由美國人1966年提出,并在1970年制訂了第一個LOI測定標準,即ASTMD2863-1970。其后許多國家都制定了相關(guān)的標準。如日本的HSK7201-1976、英國的BS2782.1/141-1978、前蘇聯(lián)的TOCT21793-76、國際標準化組織的ISO4589-1984及ISO4589-1981、國際電工委員會的IEC1144-1992、中國的GB2406-80及GB/T2406-93等。GB/T2406-93參照ISO4589-1984的技術(shù)條件,適用于均質(zhì)固體材料、層壓材料、泡沫材料、軟片和薄膜材料等。
聚合物的氧指數(shù)與其燃燒時的成炭率、比燃燒焓及元素組成等因素有關(guān),可按下述諸術(shù)計算:
1.按成炭率計算
1974年P(guān).W.Wan Krevelen在大量試驗基礎(chǔ)上,提出了不含鹵高聚物LOI與成炭率的下述線性關(guān)系:
LOI=(17.5+0.4CR)/100
式中CR——高聚物加熱至85℃時的成炭率(%)
高聚物的CR值具有基團加和性,是分子中各基團對成炭率貢獻的總和,如下式所示:
CR= (CFT)i×1200/M
式中M——高聚物結(jié)構(gòu)單元的摩爾質(zhì)量(g/mol)
CFT——每摩爾結(jié)構(gòu)單元的成炭量與碳的摩爾質(zhì)量(12g/mol)之比,即每摩爾結(jié)構(gòu)單元的成炭量中所含碳物質(zhì)的量
高聚物中的不同基團的CFT值可在常用的手冊中查得。
2.按比燃燒焓計算
很多高聚物的燃燒焓、氧化焓及起始分解溫度與它們的LOI間存在一定的對應(yīng)關(guān)系,特別是一些高
聚物的LOI的倒數(shù)與它們的燃燒焓/氧化焓比值之間具有較好的線性關(guān)系。LOI可按下式計算:
LOI=-8×103/△ghb=-8×103M/△mHb(1式)
式中△ghb——高聚物比燃燒焓(J/g)
△mHb——高聚物結(jié)構(gòu)單元的摩爾燃燒焓(J/mol)
M——高聚物結(jié)構(gòu)單元的摩爾質(zhì)量(g/mol)
但上式對C/O或C/N物質(zhì)的量之比小于6的高聚物不適用
△mHb可根據(jù)完全燃燒產(chǎn)物(CO2和H2O)的生成焓及被燃燒高聚物的生成焓求的,也可根據(jù)高聚物
完全燃燒需氧量按下式計算。
△mHb=-4.35×105mo(2式)
式中mo——高聚物結(jié)構(gòu)單元完全燃燒需氧量(mol/mol)
合并1式和2式得:LOI=1.84×10-2M/m
注:△ghb值越?。慈紵龝r放出的熱量越大)或mo值越大的高聚物,其LOI值越低。
摘自:北京鑫生卓銳科技有限公司