織物阻燃性能檢測方法簡介

1、織物阻燃性能測試方法簡介與效果評價,演講人 蔣臻,幾乎所有織物都是可燃的，在聽過各種關(guān)于織物著火引起火災(zāi)的報道之后，人們逐漸開始重視織物的阻燃性能，各種阻燃織物也就應(yīng)運而生。阻燃織物與普通織物的不同之處在于會不同程度的降低紡織材料的燃燒速度并且離開火源后能夠迅速停止燃燒，可以減少由于紡織品引起的火災(zāi)事故，避免不必要的損失。,意義,評定阻燃后織物的阻燃性能是一個比較復(fù)雜的問題，影響因素很多，如織物吸濕率、重量等，但主要從兩方面加以考慮：

2、,即著火點的高低，它表明織物著火的難易。另外閃點、自燃點也是?？紤]的因素。,1.阻燃織物的可燃性,織物阻燃性能的評定標(biāo)準(zhǔn),評定織物的燃燒性能存在兩種評判標(biāo)準(zhǔn)：,2.阻燃織物的燃燒性,從織物的燃燒速率來進(jìn)行評判。即經(jīng)過阻燃整理的面料按規(guī)定的方法與火焰接觸一定的時間，然后移去火焰，測定面料繼續(xù)有焰燃燒的時間和無焰燃燒的時間，以及面料被損毀的程度。,另一種是通過氧指數(shù)(也稱極限氧指數(shù))法來進(jìn)行評判：面料燃燒都需要氧氣，氧指數(shù)(LOI)是纖維燃

3、燒所需氧氣的表述，故通過測定氧指數(shù)即可判定面料的阻燃性能。,阻燃織物評價指標(biāo)：,著火點 有焰燃燒時間 陰燃時間 續(xù)燃時間 損毀長度 剩炭率 極限氧指數(shù),阻燃性能的評價,阻燃測試標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域，三個最重要國際機構(gòu)：? International Organization for Standardization (ISO）? International Electrotechnical（電工） Commission (IEC)

4、? International Maritime（海事） Organization (IMO)American Society for Testing and Materials – ASTMNational Fire Protection Association -NFPA National Institute of Standards and Technology-NIST,阻燃性能測試方法,織物燃燒性能測試標(biāo)準(zhǔn),燃燒試驗法

5、,主要用來測定試樣的燃燒廣度（炭化面積和損毀長度）、續(xù)燃時間和陰燃時間。一定尺寸的試樣，在規(guī)定的燃燒箱里用規(guī)定的火源點燃12s，除去火源后測定試樣的續(xù)燃時間和陰燃時間。陰燃停止后，按規(guī)定的方法測出損毀長度。 根據(jù)試樣與火焰的相對位置，可以分為垂直法、傾斜法和水平法。垂直法可用于測定服裝織物、裝飾織物、帳篷織物等的阻燃性能；傾斜法適用于飛機內(nèi)裝飾用布；水平法適用于地毯之類的鋪墊織物。,垂直法原理及過程：

6、 將一定尺寸的試樣垂直置于規(guī)定的燃燒試驗箱中，用規(guī)定的火源點燃12s，除去火源后測定試樣的續(xù)燃時間和陰燃時間，陰燃停止后，按規(guī)定的方法測出損毀長度。,原理及過程,傾斜法和水平法原理及過程與垂直法類似。,極限氧指數(shù)法,極限氧指數(shù)法是目前廣泛使用的紡織品燃燒性能測試方法，它是指在規(guī)定的實驗條件下，在氧、氮混合氣體中，材料剛好能保持燃燒狀態(tài)所需最低氧濃度，用LOI表示，LOI為氧所占混合氣體的體積百分?jǐn)?shù)。,將試樣夾于試樣夾上垂直

7、于燃燒筒內(nèi)，在向上流動的氧氮氣流中，點燃試樣上端，觀察其燃燒特性，并與規(guī)定的極限值比較其續(xù)燃時間或損毀長度。通過在不同氧濃度中一系列試樣的試驗，可以測得維持燃燒時氧氣百分含量表示的最低氧濃度值。,原理及過程,判據(jù)：2min，4cm,紡織織物試樣：150mm?50mm,表面燃燒試驗法,這種方法是測定試樣表面的燃燒蔓延程度的方法，適用于厚實紡織品。以鋪地紡織品燃燒性能測試為例，國外對鋪地材料燃燒性能的測試開始均采用水平法，如美國易燃織物法令

8、要求用水平煙蒂法和烏洛托品法考核；英國用熱金屬螺帽法。,烏洛托品法是在一定大小試樣的中心放一塊直徑為6-6.5mm的烏洛托品片劑，用火源點燃片劑，試樣隨之燃燒，待火焰熄滅后，測量火焰熄滅處到片劑中心的最大距離，用來考核試樣的燃燒性能。,熱金屬螺帽法是將不銹鋼螺母在爐子中加熱到灼熱，放在樣品室中的試樣表面，試樣燃燒熄滅后，測量火焰熄滅處到螺母中心的距離和著火時間，以此考核樣品的燃燒性能。,熱輻射法,在規(guī)定溫度（180℃）和尺寸的箱體中，以

9、燃?xì)鉃槿剂系臒彷椛浒迮c水平放置的試樣傾斜成30°并面向試樣，輻射板產(chǎn)生的規(guī)定輻射通量沿試樣分布。在規(guī)定的時間下用引火器點燃試樣，火焰熄滅后測定試樣的損毀長度，并計算臨界輻射通量。,美國要求住宅使用的地毯用輻射板法測得的臨界輻射通量要≥0.25W/cm2；公共設(shè)施中使用的地毯，臨界輻射通量要≥0.5W/cm2。測得的臨界輻射通量值越大，說明鋪地材料愈難燃燒。,發(fā)煙性實驗法,原理較多采用光透過法，通過煙密度測出透過率和時間曲線可以

10、得出各種參數(shù)，包括光密度、最大煙密度、平均發(fā)煙速度以及透光率，從最大到75%(比光密度)所需要的時間，從而較全面地評價阻燃紡織材料的發(fā)煙性。,NBS煙箱測試 (NBS Smoke Chamber Test ，ASTM E662 Test Method for Specific Optical Density of Smoke Generated by Solid Materials)NBS煙箱是目前最廣泛應(yīng)用于燃燒材料煙氣釋放量的實驗

11、室設(shè)備?？梢詼y量樣品在燃燒或輻射狀態(tài)下的煙氣釋放量。,煙密度箱結(jié)構(gòu)示意圖 1-試驗箱； 2-箱門； 3-試樣調(diào)節(jié)桿； 4-排煙開關(guān)；

12、5-控制柜； 6-下光窗； 7-定位桿； 8-排煙口； 9-進(jìn)風(fēng)口； 10-光電器件暗盒,煙密度箱內(nèi)支架示意圖1-輻射爐；2-爐支架；3-試樣表4-試樣盒；5-支架；6-燃燒器,樣品：75mm?75mm?1mm

13、測試：20min，無焰燃燒或有焰燃燒，獲得煙密度曲線 DS = G [ log10 (100/T) + F ] G = V/AL = 132, V – 煙箱體積 ( m3) A – 樣品面積 (m2) L – 通過煙層的光程 ( m) T –

14、 透光率 F – 校正因子,Dm= 132log 100/Tmin,平均產(chǎn)煙速率 R= Dm /tDm tDm 達(dá)到最大煙密度所需時間。,閃點和自燃點測定及點著溫度測定,閃點指材料受熱分解放出可燃?xì)怏w，并剛剛能被外界小的火焰點著時周圍空氣的最低初始溫度。自燃點指材料受熱達(dá)到一定溫度后不用外界點火源點燃，而自行爆炸或燃燒時周圍空氣的最低初始溫度。,把試樣放入

15、爐內(nèi)試樣盤內(nèi)，點燃引燃火焰后計時，觀察是否著火。如果經(jīng)過5min仍未著火，則用新的試樣，將爐內(nèi)溫度提高50℃重復(fù)上述試驗。如果5min內(nèi)著火，則用新的試樣，將爐溫降低50℃重新試驗，確定出最低著火溫度，然后以低于最低著火溫度10℃的爐溫重新開始試驗。每次降低10℃，直至測出在15min內(nèi)不能著火的溫度為止。把觀察到的織物著火時爐內(nèi)熱電偶指示的最低空氣溫度定為它的閃點。,方法與測定材料閃點相同, 所不同的是不采用引燃火焰，把材料燃燒時爐內(nèi)

16、熱電偶指示的最低空氣溫度作為它的自燃點。,閃點測試方法,自燃點測試方法,阻燃整理熱分析,阻燃測試中常用的熱分析方法有熱解重量分析法（TGA）和差示掃描量熱（DSC）。,利用熱解重量分析法（TGA）可以測定纖維的熱失重變 化情況，它對織物阻燃效果可相對比較，且有一個數(shù)量 的概念。 差示掃描量熱法（DSC）可以分析纖維的分解溫度變化， 反映阻燃前后裂解方式的改變。,在熱分析技術(shù)中還可以利用色譜-質(zhì)譜

17、聯(lián)用，研究纖維的熱裂解產(chǎn)物等。,TGA 701 熱解重量分析儀,DSC 1 差式掃描量熱分析儀,錐形量熱計法,錐形量熱計是上世紀(jì)80年代初開始發(fā)展起來的一種新型燃燒測試裝置。它能模擬真實燃燒時的各種參數(shù)，采用氧消耗原理測量材料燃燒時的釋熱速率，此法目前己取代傳統(tǒng)的建立在能量平衡基礎(chǔ)上的釋熱速率的測試方法，被廣泛應(yīng)用于各種放熱速率測試儀器及方法中。此外，它可以測量材料燃燒時的單位面積熱釋放速率，樣品點燃時間、質(zhì)量損失速率、煙密度、有效燃燒

18、熱、有害氣體含量等參數(shù)。,錐形量熱儀,采用氧消耗原理。所謂氧耗原理是指，物質(zhì)完全燃燒時每消耗單位質(zhì)量的氧會產(chǎn)生基本上相同的熱量，即氧耗燃燒熱( E ) 基本相同，所以，在實際測試中，測定出燃燒體系中氧氣的變化，就可換算出材料的燃燒放熱。,測試原理,王國慶等《錐形量熱儀的工作原理及應(yīng)用》,簡易測試法,火柴測試法 可評定織物阻燃效果或相對比較阻燃性能。試驗時取約2.5cm*30cm織物一條，用點燃的火柴，放在條狀試樣下面，燃燒至火柴燒完（

19、或規(guī)定5-12s），觀察燃燒情況或阻燃效果。,打火機試驗法 試樣大小可根據(jù)試驗需要，熱源采用打火機，時間一般為5s，熱源放置部位可與應(yīng)用條件相似。火熄滅后，觀察火焰蔓延狀態(tài)，蔓延不嚴(yán)重即為合格。,乙醇燃燒試驗法 熱源為0.3mL無水乙醇，放入小燃燒杯內(nèi)（瓶蓋也可），試驗可用垂直法 （5cm×30cm）、水平法（20cm×25cm）或45°傾斜法（5cm×15cm），乙醇和織物距離2.5cm，測