氧指數(shù)測(cè)定儀實(shí)驗(yàn)測(cè)定方法和計(jì)算公式
氧指數(shù)測(cè)定儀實(shí)驗(yàn)測(cè)定方法和計(jì)算公式
氧指數(shù)測(cè)定儀參數(shù)：
概述：氧指數(shù)測(cè)定儀，是根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T2406規(guī)定的技術(shù)要求研制的新型號(hào)產(chǎn)品。該儀器是用來(lái)測(cè)定聚合物燃燒過(guò)程中所需要氧的體積百分比，聚合物氧指數(shù)值是在該物質(zhì)引燃后，保持燃燒50mm長(zhǎng)或燃燒時(shí)間為180s時(shí)所需要的氧、氮混合氣流中，剛好維持式樣燃燒所需的最低氧濃度（亦稱(chēng)氧指數(shù)）。該儀器不僅可以作為鑒定聚合物難燃性的手段，而且可以作為一種研究工具，對(duì)實(shí)驗(yàn)室研究阻燃配方，開(kāi)發(fā)新型阻燃材料提供了有力的測(cè)試手段。適合于固體材料，層壓材料、泡沫塑料、織物、軟片和薄膜等材料的燃燒性測(cè)試。儀器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，操作使用維修方便。測(cè)試系統(tǒng)采用進(jìn)口氧傳感器，并用數(shù)字顯示結(jié)果。具有判定準(zhǔn)確，重現(xiàn)性好等優(yōu)點(diǎn)，是科研、生產(chǎn)質(zhì)量控制--的測(cè)試設(shè)備。
氧指數(shù)試驗(yàn)儀：符合標(biāo)準(zhǔn)：GB/T2406《塑料燃燒性能試驗(yàn)方法---氧指數(shù)法》標(biāo)準(zhǔn)。符合JIS7201、BS2782、ANSI/ASTM、D2863、ISO4589、GB/T2406標(biāo)準(zhǔn)。
氧指數(shù)試驗(yàn)儀適用范圍：用于判斷材料在空氣中與火焰接觸時(shí)燃燒的難易度，適用于均質(zhì)固體材料、層壓材料、軟片和薄膜材料。
氧指數(shù)試驗(yàn)儀主要參數(shù):
流量計(jì)直讀氧氣、氮?dú)鉂舛?/span>
指針式壓氧氣、氮?dú)鈮毫Γ芡ㄟ^(guò)調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)大小。
測(cè)量范圍：0-80%，
測(cè)量精度：2.5級(jí)
燃燒筒內(nèi)徑：75㎜
燃燒筒內(nèi)氣體流速：40mm±10mm/s
工作壓力：0.1Mpa
氧氣、氮?dú)饣旌蠚怏w入口：包括穩(wěn)壓閥、流量調(diào)節(jié)閥、氣體過(guò)濾器和混合室。
試樣夾可用于軟質(zhì)和硬質(zhì)塑料。
點(diǎn)火器：-用丁烷手持式電子電火器
氣體：工業(yè)級(jí)氧氣、氮?dú)狻?/span>
電源要求：AC220（±10%）V/50HZ 。
氧指數(shù)試驗(yàn)儀機(jī)箱及部分結(jié)構(gòu)：
控制箱：采用數(shù)控機(jī)床加工成型，圓弧造型美觀大方.優(yōu)質(zhì)SUS304鏡面不銹鋼材料，美觀、防銹防腐。
燃燒筒：耐高溫優(yōu)質(zhì)玻璃管（內(nèi)徑￠100mm，長(zhǎng)450mm）
出口內(nèi)徑：φ40mm
混合器：采用玻璃珠填充形式，將氧氣和氮?dú)饩鶆蚧旌?。（珠?.5mm填充高度95mm）
試樣夾具：自撐式夾具，并能豎直地夾住試樣。
氧指數(shù)試驗(yàn)儀電控系統(tǒng)：
采用繼電器控制系統(tǒng)，所有電子原件均采用大的品牌供應(yīng)商，能更好地保證機(jī)器的性能及檢測(cè)精度。
設(shè)備具有下列安全保護(hù)裝置：電源超載、短路保護(hù)、控制回路過(guò)載保護(hù)。
氧指數(shù)試驗(yàn)儀環(huán)境使用條件：
引儀器工作時(shí)需要氧氣和氮?dú)?。（客戶自備?/span>
地面平整，通風(fēng)良好，不含易燃、易爆、腐蝕性氣體和粉塵。
附近沒(méi)有強(qiáng)電磁輻射源。
設(shè)備周?chē)粲羞m當(dāng)?shù)木S護(hù)空間。
溫度：5℃～30℃。
氣壓：86～106kpa。
AC220V/50HZ。
電壓允許波動(dòng)范圍：220V±10%。
頻率允許波動(dòng)范圍：50Hz±1%。
要求用戶在安裝現(xiàn)場(chǎng)為設(shè)備配置相應(yīng)容量的空氣、氮?dú)怆娏﹂_(kāi)關(guān)
設(shè)備不工作時(shí)，環(huán)境的溫度應(yīng)保持+0～45℃以內(nèi)，并裝振動(dòng)燃燒裝置放置于燃燒箱體外。
二、理論基礎(chǔ)
聚合物的氧指數(shù)與其燃燒時(shí)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(jì)算：
1.按成炭率計(jì)算
1974年P(guān).W.Wan Krevelen在大量試驗(yàn)基礎(chǔ)上，提出了不含鹵高聚物L(fēng)OI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(shí)的成炭率（%）
高聚物的CR值具有基團(tuán)加和性，是分子中各基團(tuán)對(duì)成炭率貢獻(xiàn)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(tuán)的CFT值可在常用的手冊(cè)中查得。
2.按比燃燒焓計(jì)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(duì)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(jì)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(duì)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(jì)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值越小（即燃燒時(shí)放出的熱量越大）或mo值越大的高聚物，其LOI值越低。
