解析燃烧性能测试之氧指数，含各种塑料的氧指数值

vlambda
2020-10-27

解析燃烧性能测试之氧指数，含各种塑料的氧指数值

氧指数（oxygenindex）简称OI，是在规定条件下，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，以氧所占体积百分数表示。

氧指数高表示材料不易燃烧，氧指数低表示材料容易燃烧，一般认为氧指数＜22属于易燃材料，氧指数在22～27之间属可燃材料，氧指数＞27属难燃材料。

氧指数是评价塑料及其他高分子材料相对燃烧性的一种表示方法，以此判断材料在空气中与火焰接触时燃烧的难易程度，氧指数越大,材料的阻燃性能越好。下面程诚小编以塑料燃烧性能试验为例，带大家了解氧指数试验。

氧指数试验法（GB/T2406）

--阻燃性能实验方法之一

（1）试验装置

‍‍‍‍‍‍‍‍‍氧指数仪包括燃烧筒，试样夹，流量控制系统及点火器。

燃烧筒为一套插在底座上，内径75-80mm,高450mm的耐热玻璃管，基座内填有直径3-5mm的玻璃珠，填充高度100mm，上放一金属网，用于遮挡燃烧滴落物。试样夹为金属弹簧片，用于夹住自撑型试件。对于薄膜材料，应配以140mm×38mm的U型试验夹。

流量控制系统由压力表，稳压阀，调节阀转子流量计及管路组成。流量计最小刻度为0.1L/min, 用于计量氧和氮的量，经计量后的混合气由管道输入燃烧筒。

点火器为一内径1-3mm的喷嘴，并且有调节火焰之功能，试验火焰长度为3-25mm. 其它还有秒表和游标卡尺。

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（2）试件尺寸与制备

（3）试验方法

将一个试样垂直地固定在向上流动的氧、氮混合气体的透明玻璃燃烧筒中，点燃试样的顶端，并观察试样的燃烧特性，把试验连续燃烧时间或试样燃烧强度与给定的判据相比较，通过在不同氧浓度下的一系列试验，估算氧浓度的最小值。

为了与规定的最小氧指数值进行比较，试验三个试样，根据判据判定至少两个试验样品熄灭。

（4）结果计算

氧指数（OI）的计算公式：

OI=[O2] / [O2]+[N2]×100%

式中 [O2]——氧气流量 L/min：

[N2]——氮气流量 L/min..

三次试验结果的平均值即为该材料的氧指数。

各种塑料的氧指数如下表：

塑料种类	氧指数
聚甲醛（POM）	14.9（易燃）
聚氨酯（PU）	17 （易燃）
聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）	17.3（易燃）
聚乙烯（PE）	17.4 (易燃)
聚丙烯（PP）	18（易燃）
聚苯乙烯（PS）	18.1（易燃）
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）	18.2（易燃）
聚丁烯（PB）	18.3（易燃）
聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）	20（易燃）
聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）	20.6（易燃）
聚酰胺（PA66）	24.3（可燃）
聚碳酸酯（PC）	24.9（可燃）
聚苯醚(PPO)	28（难燃）
硬质聚氯乙烯（PVC）	36（难燃）
聚苯硫醚（PPS）	45（难燃）
聚偏氯乙烯（PVDC）	60（难燃）
聚四氟乙烯（PTFE）	95（难燃）

氧指数影响因素

a．流速

在30和120mm/s, OI几乎与气流无关，，流速必须足够快，以便从最近处的气氛中清除烧过的气体，但又不能太快，以免在火的前沿增加混合速度。

b．试样的厚薄

材料随试样变薄而变得更易燃烧，氧指数值下降。

c．压强

有些聚合物其OI 表现对减压敏感，这可能由于通过不断除去产物而使聚合物的降解加速。

d．惰气

当用Ar 、Ne 、CO2气体时，维持燃烧所需的氧分数（OF）表示：

OF = [O2] / [惰气]

OF值随气体的热容而线性的增加。当用Hr时，OI值比预料的大50%，这是由于Hr气的高导热率把热从火焰中带走的缘故。

e．温度

温度对OI有很大的影响，在室温下温度对OI的影响不大。在高温下各种聚合物OI对温度的关系各不相同。

f．数值与点火位置的关系

底部点火与顶部点火可以得到不同的氧指数值，底部点火较顶部点火更接近实际燃烧情况，其氧指数值低得多。

g．增塑剂和填料

OI的试验值总是趋近最易挥发组分的OI，即增塑剂的OI.

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