阻燃性能测试及检测方法介绍

阻燃整理是利用阻燃整理剂阻碍燃烧或在燃烧过程的某一阶段中止燃烧,使织物的可燃性有不同程度的降低。有些阻燃剂在较高温度下会分解,使织物的表面形成覆盖层或者生成不燃性气体,从而隔绝其与空气中氧的接触,达到阻燃的目的;有些阻燃整理剂在较高的温度下发生熔融或者升华,使燃烧产生的热量迅速扩散,织物达不到燃烧温度,从而起到阻燃的作用;还有的阻燃整理剂改变了纤维素纤维的热裂解过程,使纤维素大分子在断裂前迅速且大量脱水,大大降低了可燃性气体和可挥发性液体的量,抑制了有焰燃烧,从而达到阻燃的目的。阻燃整理效果的检测方法很多,有限氧指数法、垂直燃烧试验法、水平燃烧试验法、45。角燃烧试验法以及火柴试验法等。

(一)垂直燃烧试验法(GB/T 5455-2014)

燃烧试验法主要用来测定试样的燃烧广度(炭化面积和损毁长度)、续燃时间和阴燃时间。一定尺寸的试样,在规定的燃烧箱里用规定的火源点燃12s,除去火源后测定试样的续燃时间和阴燃时间。

1.主要仪器

阻燃性能测试仪(垂直式,图1-6-8)、剪刀。

2.测试步骤

(1)剪取试样300mm×80mm经、纬向各5块,调湿后,夹入试样夹,试样下端与试样夹两下端对齐,打开试验箱门,将试样夹连同试样垂直挂于试验箱中。

(2)关闭箱门,接通气源,此时通气灯亮,按下点火开关,待火焰稳定30s后,按下启动开关,使点火器移至试样正下方,点燃试样。12s后,点火器停止供气并回复原位,此时续燃计时器开始计时,待续燃停止,立即按接收器的停止开关,此时阴燃器开始计时,待阴燃停止后,再按计时器的停止开关(也可用秒表测定续燃和阴燃的时间)。读取续燃和阴燃时间(精确至0.1s)。

(3)打开试验箱前门,取出试样夹,卸下试样,根据织物的质量选定重锤(表1-6-11),测量损毁长度。损毁长度的测定:先沿其长度方向炭化处对折一下,然后在试样下端烧焦区的一侧,距其底边及侧边各约6mm处悬挂已选定的重锤。将试样平放在桌面上,抓住烧焦区未挂重锤的一端,缓缓提起试样并离开桌面,使重锤悬空,以使试样在自然状态下从损毁处裂开(为了提高测量的准确度,防止撕裂方向改变,可在炭化中心处先剪一段距离),裂缝逐步增大,直到不开裂为止。放下试样,测量试样撕裂端到末端的距离即为损毁长度(也称炭长,精确到1mm)。

图1-6-8　垂直燃烧仪示意图

表1-6-11　织物与重锤选用的关系

(二)水平燃烧性测试法

其原理是:对于水平放置的试样点火到标准时间,测定火焰的蔓延距离及时间,用火焰的蔓延速度表征织物的阻燃特性。(www.xing528.com)

该法适用于检测各类纺织品特别是汽车内饰织物。符合的标准有:ISO 3795,FMVSS 302,DIN 75200,SAE J369,ASTM D5132,JIS D1201,Au169,FZ/T 01028。

试验仪器为水平燃烧测试仪。仪器配有密封不锈钢燃烧室及观察窗,耐高温高压。采用具有悬空鼓膜结构,并带有钢弹簧和减振系统,可平稳操作。配有试样夹及门式燃烧器,试样架可以上下及左右进行移动。基本模式配有手动计时控制。配有自动燃气控制系统,包括电磁控制燃气阀、自动点火计时器及控制器。

(三)限氧指数法(GB/T 5454-2014)

限氧指数法是目前广泛使用的纺织品燃烧性能测试方法,它是指在规定的实验条件下,在氧氮混合气体中,材料刚好能保持燃烧状态所需最低氧浓度,用LOI表示,LOI为氧所占混合气体的体积百分数。

1.基本概念

(1)续燃时间。在规定的试验条件下,移开(点)火源后材料持续有焰燃烧的时间。

(2)阴燃时间。在规定的试验条件下,当有焰燃烧终止后,或者移开(点)火源后,材料持续无焰燃烧的时间。

(3)损毁长度。在规定的试验条件下,材料损毁面积在规定方向上的最大长度。

(4)极限氧指数。在规定的试验条件下,氧氮混合物中材料刚好保持燃烧状态所需要的最低氧浓度。

2.原理

将试样夹于试样夹上垂直于燃烧筒内,在向上流动的氧氮气流中,点燃试样上端,观察其燃烧特性,并与规定的极限值比较其续燃时间或损毁长度。通过在不同氧浓度中一系列试样的试验,可以测得维持燃烧时氧气百分含量表示的最低氧浓度值,受试试样中要有40%～60%超过规定的续燃和阴燃时间或损毁长度。

(四)45°燃烧试验法

GB/T 14644-2014《纺织品 燃烧性能45。方向燃烧速率的测定》测试原理为:在规定的条件下,将试样呈45。角斜放,对试样点火1s,将试样有焰向上燃烧到一定距离,记录所需的时间,评定该纺织品燃烧的剧烈程度。对于平面织物,取10块大小为150mm×50mm的试样测试;对于起绒织物,同样大小取样20块进行测试。对于表面起绒的织物,底布的点燃或熔融现象,作为评定该织物燃烧剧烈程度的附加指标,且需加以注明。该标准规定了服装用纺织品易燃性的测定方法及评定服装用纺织品易燃性的三种等级,适用于测量易燃纺织品穿着时一旦点燃后燃烧的剧烈程度和速度。

试验仪器为45。燃烧测试仪,配置与以上燃烧测试仪类同。都含有点火系统、计时系统、供气系统及基本的燃烧室及支架。按照标准,进行点火,点火时间较以上两种仪器要短得多,一般为1s。织物被点燃后,燃烧至棉线处,棉线烧断使重锤下落,从而触发即停开关,显示器显示燃烧时间。

该法适用于服用纺织品的易燃性试验。符合的标准除了GB/T 14644-2014外,还有ASTM D1230,FTMS 191-5908,CFR 16 Part1610,CAL IF TB117,NFPA702。