材料的氧指數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、重慶科技學(xué)院學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程名稱實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱材料的氧指數(shù)測(cè)定開課院系及實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)日期學(xué)生姓名季炫宇學(xué)號(hào)專業(yè)班級(jí)指導(dǎo)教師實(shí)驗(yàn)成績(jī)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?、評(píng)價(jià)常見材料的燃燒性能2、了解HC-2型氧指數(shù)測(cè)定儀的結(jié)構(gòu)和原理3、明確氧指數(shù)的定義及其用于評(píng)價(jià)高聚物材料相對(duì)燃燒性的原理4、掌握運(yùn)用HC-2型氧指數(shù)測(cè)定儀測(cè)定常見材料氧指數(shù)的基本方法二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和原理物質(zhì)燃燒時(shí)需要消耗大量氧氣，不冋可燃物燃燒時(shí)消耗的氧氣量不冋，通過(guò)對(duì)物質(zhì)燃燒過(guò)程中消耗最低氧氣量的測(cè)定計(jì)算出物質(zhì)的氧指數(shù)值，用以評(píng)價(jià)物質(zhì)的燃燒性能。所謂氧指數(shù)(Oxygen index )是指在規(guī)定的試驗(yàn)條件下，試樣在氧氮混合氣流中，維持平穩(wěn)燃燒(即

2、進(jìn) 行有焰燃燒)所需的最低氧氣濃度，以氧所占的體積百分?jǐn)?shù)的數(shù)值表示(即在該物質(zhì)引燃后，能保持燃燒50mm長(zhǎng)或燃燒時(shí)間3min時(shí)所需要的氧、氮混合氣體中最低氧的體積百分比濃 度)。見式如下：OI=O2/(N2+O2)*100%以此作為判斷材料在空氣中與火焰接觸時(shí)燃燒的難易程度非常有效。一般認(rèn)為，OI<27的屬易燃材料,27 < 01<32的屬可燃材料，OI > 32的屬難燃材料。HC-2型氧指數(shù)測(cè)定儀，就是 用來(lái)測(cè)定物質(zhì)燃燒過(guò)程中所需氧的體積百分比。該儀器適用于塑料、橡膠、纖維、泡沫塑料 及各種固體的燃燒性能的測(cè)試，準(zhǔn)確性、重復(fù)性好，因此普遍被世界各國(guó)所采用。氧指數(shù)的測(cè)試

3、方法，就是把一定尺寸的試樣用試樣夾垂直夾持于透明燃燒筒內(nèi)，其中有 按一定比例混合的向上流動(dòng)的氧氮?dú)饬鳌｜c(diǎn)著試樣的上端，觀察隨后的燃燒現(xiàn)象，記錄持續(xù) 燃燒時(shí)間或燃燒過(guò)的距離，試樣的燃燒時(shí)間超過(guò)3mi n或火焰前沿超過(guò) 50mm標(biāo)線時(shí)，就降低氧濃度，試樣的燃燒時(shí)間不足3mi n或火焰前沿不到標(biāo)線時(shí)，就增加氧濃度，如此反復(fù)操作，從上下兩側(cè)逐漸接近規(guī)定值，至兩者的濃度差小于0.5 %。氧指數(shù)法是在實(shí)驗(yàn)室條件下評(píng)價(jià)材料燃燒性能的一種方法，它可以對(duì)窗簾幕布、木材等許多新型裝飾材料的燃燒性能作 出準(zhǔn)確、快捷的檢測(cè)評(píng)價(jià)。需要說(shuō)明的是氧指數(shù)法并不是唯一的判定條件和檢測(cè)方法，但它 的應(yīng)用非常廣泛，已成為評(píng)價(jià)燃燒性

4、能級(jí)別的一種有效方法。三、主要儀器設(shè)備HC-2型氧指數(shù)測(cè)定儀地板革包裝帶打火機(jī)點(diǎn)火器膠皮剪刀直尺秒表四、實(shí)驗(yàn)操作方法和步驟1檢查氣路，確定各部分連接無(wú)誤，無(wú)漏氣現(xiàn)象。2確定實(shí)驗(yàn)開始時(shí)的氧濃度：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或試樣在空氣中點(diǎn)燃的情況，估計(jì)開始實(shí)驗(yàn)時(shí)的氧濃 度。如試樣在空氣中迅速燃燒，則開始實(shí)驗(yàn)時(shí)的氧濃度為18%左右；如在空氣中緩慢燃燒或時(shí)斷時(shí)續(xù)，則為21%左右；在空氣中離開點(diǎn)火源即馬上熄滅，則至少為25%。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，確定該地板革氧指數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)初始氧濃度為26%。氧濃度確定后，在混合氣體的總流量為101/min的條件下，便可確定氧氣、氮?dú)獾牧髁?。例如，若氧濃度?6%，則氧氣、氮?dú)獾牧髁糠謩e為2.51/

5、min和7.51/min。3安裝試樣：將試樣夾在夾具上，垂直地安裝在燃燒筒的中心位置上（注意要?jiǎng)?0mm標(biāo)線），保證試樣頂端低于燃燒筒頂端至少100mm，罩上燃燒筒（注意燃燒筒要輕拿輕放）。4通氣并調(diào)節(jié)流量：開啟氧、氮?dú)怃撈块y門，調(diào)節(jié)減壓閥壓力為 0.20.3MPa （由教員完成）， 然后開啟氮?dú)夂脱鯕夤艿篱y門（在儀器后面標(biāo)注有紅線的管路為氧氣，另一路則為氮?dú)猓瑧?yīng)注意：先開氮?dú)?，后開氧氣，且閥門不宜開得過(guò)大），然后調(diào)節(jié)穩(wěn)壓閥，儀器壓力表指示壓力為0.1 ± 0.01MPa，并保持該壓力（禁止使用過(guò)高氣壓）。調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)閥，通過(guò)轉(zhuǎn)子流量計(jì)讀取數(shù)據(jù)（應(yīng)讀取浮子上沿所對(duì)應(yīng)的刻度），得到穩(wěn)定

6、流速的氧、氮?dú)饬?。檢查儀器壓力表指針是否在0.1Mpa，否則應(yīng)調(diào)節(jié)到規(guī)定壓力，O2+N2壓力表不大于 0.03Mpa或不顯示壓力為正常，若不正常，應(yīng)檢查燃燒柱內(nèi)是否有結(jié)炭、氣路堵塞現(xiàn)象；若有此現(xiàn)象應(yīng)及時(shí)排除使其 恢復(fù)到符合要求為止。應(yīng)注意：在調(diào)節(jié)氧氣、氮?dú)鉂舛群?，必須用調(diào)節(jié)好流量的氧氮混合氣 流沖洗燃燒筒至少 30s （排出燃燒筒內(nèi)的空氣）。5點(diǎn)燃試樣：用點(diǎn)火器從試樣的頂部中間點(diǎn)燃（點(diǎn)火器火焰長(zhǎng)度為1-2cm）,勿使火焰碰到試樣的棱邊和側(cè)表面。在確認(rèn)試樣頂端全部著火后，立即移去點(diǎn)火器，開始計(jì)時(shí)或觀察試樣燒 掉的長(zhǎng)度。點(diǎn)燃試樣時(shí)，火焰作用的時(shí)間最長(zhǎng)為30s,若在30s內(nèi)不能點(diǎn)燃，則應(yīng)增大氧濃度，

7、繼續(xù)點(diǎn)燃，直至 30s內(nèi)點(diǎn)燃為止。6確定臨界氧濃度的大致范圍：點(diǎn)燃試樣后，立即開始記時(shí)，觀察試樣的燃燒長(zhǎng)度及燃燒行 為。若燃燒終止，但在1s內(nèi)又自發(fā)再燃，則繼續(xù)觀察和記時(shí)。如果試樣的燃燒時(shí)間超過(guò) 3min , 或燃燒長(zhǎng)度超過(guò)50mm （滿足其中之一），說(shuō)明氧的濃度太高， 必須降低，此時(shí)記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 記"X”，如試樣燃燒在3min和50mm之前熄滅，說(shuō)明氧的濃度太低，需提高氧濃度，此時(shí) 記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記“ O ”。如此在氧的體積百分濃度的整數(shù)位上尋找這樣相鄰的四個(gè)點(diǎn)，要求 這四個(gè)點(diǎn)處的燃燒現(xiàn)象為" O O XX”。例如若氧濃度為 26%時(shí)，燒過(guò)50mm的刻度線，則 氧過(guò)量，記為

8、“X” ，下一步調(diào)低氧濃度，在25%做第二次，判斷是否為氧過(guò)量，直到找到相鄰的四個(gè)點(diǎn)為氧不足、氧不足、氧過(guò)量、氧過(guò)量，此范圍即為所確定的臨界氧濃度的大致 范圍。7在上述測(cè)試范圍內(nèi)，縮小步長(zhǎng)，從低到高，氧濃度每升高04%重復(fù)一次以上測(cè)試，觀察現(xiàn)象，并記錄。8.根據(jù)上述測(cè)試結(jié)果確定氧指數(shù)OI 。五、實(shí)驗(yàn)記錄與處理（數(shù)據(jù)、圖表、計(jì)算等）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下材料回裝繩地板革實(shí)驗(yàn)次數(shù)12341234氧濃度（%）1919.52020.52323.52424.5氮濃度（%）8180.58079.57776.57675.5燃燒時(shí)間（s）3150.913487132410590燃燒長(zhǎng)度（mm）68505053550

9、50燃燒結(jié)果OOXXOOXX六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析回裝繩：01= (19.5%+20% ) /2=19.75% V 27% 屬易燃物品地板革：01= ( 23.5%+24%)/2=23.75% V 27% 屬易燃物品誤差分析1材料剪裁的情況不夠好或者材料表面不夠平整光滑，影響燃燒的結(jié)果。2實(shí)驗(yàn)過(guò)程中壓力表因機(jī)器自身或外界觸碰發(fā)生變化從而影響測(cè)量的結(jié)果。3氣流比調(diào)定后沒有等夠足夠的時(shí)間，使測(cè)試時(shí)燃燒氣體中的氧含量與氣體不符。4點(diǎn)火器火焰長(zhǎng)度過(guò)大導(dǎo)致點(diǎn)火器從試樣頂部的邊緣開始點(diǎn)燃材料從而引起測(cè)量誤差。5.點(diǎn)火時(shí)深入材料的距離和在材料上的方位不符合要求影響燃燒時(shí)間和燃燒長(zhǎng)度的測(cè)定。七、結(jié)論或體會(huì)在實(shí)驗(yàn)材料氧指數(shù)測(cè)定過(guò)程中，我們深入了解了氧指數(shù)的定義及其用于評(píng)價(jià)高聚物材料 相對(duì)燃燒性的原理；HC-2型氧指數(shù)測(cè)定儀的結(jié)構(gòu)和工作原理，掌握了高分