【国家标准(GB)】 橡胶燃烧性能测定 氧指数法

中华人民共和国国家标准
橡胶燃烧性能测定
氧指数法
Rubber--Determination of flammability by oxygen index本标准参照采用国际标准ISO4589--1984塑料—1主题内容与适用范围
GB 10707-89
氧指数法测定燃烧性能》。
本标准规定了在一定的条件下，小型直立试样在氧氮混合气流中维持燃烧时最低氧浓度的测定方法。
本标准适用于在实验室条件下评定橡胶材料的燃烧性能。本标准不适用于评定实际使用条件下橡胶材料的着火危险性。2引用标准
GB527硫化橡胶物理试验方法的一般要求GB2941橡胶试样停放和试验的标准温度、湿度及时间GB3863工业用气态氧
GB3864工业用气态氟
3方法原理
试样垂直地支撑在一个透明的燃烧筒内，燃烧简内有向上流动的氧和氮的混合气体，点燃试样的上端，然后观察燃烧现象，并与规定的极限值比较燃烧持续时间或燃烧长度。通过在不同的氧浓度中试验，可测得最低氧浓度。所试验的试样中要有50%超过规定的燃烧持续时间或燃烧长度。4试验装置
试验装置如下图所示。
中华人民共和国化学工业部1989-02-21批准768
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1990-07-01实施
GB10707--89
试验装置示意图
1—点火器；2—燃烧简：3-试样：4-金展网；5-试样支架；6—玻璃球；7一底座；8—混合气体调节阀；9—混合气体压力表，10-氧气流量计，11--氧气调节阀；12-氧气压力表；13—混合气体流量计；14—氧氮混合器；15-氮气流量计；16—氮气调节阀；17—氮气压力表4.1燃烧筒一只能直立于底座之上的耐热透明玻璃简，其内径为75mm，总高度为450mm，以保证简内的气流速度为40士10mm/s。简内底座上装有试样支架，并有引入氧氮混合气体的导管，试样支架的下部应装一片金属网。燃烧简底部应填充直径为3～5mm的玻璃球，填充高度80～100mm。4.2试样支架在燃烧简轴心位置竖直地夹持试样的夹子。4.3气源氧气应符合GB3863的技术要求；氮气应符合GB3864的技术要求。4.4气体测量和控制系统由压力表、调节阀、转子流量计（氧、氮转子流量计的最小刻度为0.05L/min）、减压器等组成。
4.5点火器一根能伸入燃烧简内点燃试样的管子，其喷嘴直径为2士1mm。燃气可根据情况选用丙烷、丁烷、液化石油气、天然气等。燃烧时从喷嘴垂直向下喷出的火焰高度为16士4mm。4.6计时器秒表。
4.7测长量具最小刻度为1mm的不锈钢直尺。4.8通风系统为排除试验中产生的烟雾和有害气体，试验应在通风柜内进行，但试验过程中不能开抽风机，以免影响燃烧简内的气流速度。4.9装置的校验每次试验前应检查管路，不得有任何泄漏。流量计至少一年校正一次。5试样
5.1试样尺寸为长80~150mm，宽6.5±0.5mm，厚3±0.25mm。5.2试样的制备应按GB527第2章的要求进行。5.3试样停放、试验温度、湿度及时间应符合GB2941的规定。5.4为了便于测量试样的燃烧长度，在距试样点火端50mm处作一标记。5.5至少准备15个试样。
6试验程序
GB 10707--89
6.1检查试验装置，确保完好。燃烧简应安放垂直，在简中央的试样支架上竖直夹好试样，试样顶端距离简口至少100mm。
6.2根据经验或试样在空气中燃烧的情况，估计开始试验时的氧浓度。试样在空气中迅速燃烧，氧浓度估计为18%；在空气中缓慢或不稳定燃烧，估计为21%；在空气中不着火，至少估计为25%。氧浓度的计算公式见附录A。
6.3按6.2确定氧浓度后，从附录C中查出相应的氧气和氮气流量，调好氧氮混合气体，并让其在燃烧简中流动至少30s，以除去燃烧简中的空气。每一个试样试验前都应重复此过程。在点火和燃烧过程中，不应改变气流速度和氧浓度。
6.4点燃点火器，将火焰调到规定的长度，把点火器喷嘴伸入燃烧简内。让火焰充分接触试样顶端表面，但不能与侧面接触。施加火焰时间不超过30s，其间每隔5s移开点火器观察一次，看试样是否被点燃。如果试样整个顶端面都燃烧起来，就认为试样已被点燃，立即开始计时，或測量燃烧长度。6.5燃烧特性评定：
6.5.1若试样燃烧时间不到180s或燃烧不到50mm标记处火焰自熄，记作特征\0”，并记录此时的燃烧时间和燃烧长度。
6.5.2若试样燃烧时间超过180s或燃烧超过50mm标记处，记作特征“×”，并将试样熄灭。6.5.3如有熔滴、结炭、不稳定燃烧、阴燃等现象，也作为燃烧特征加以记录。6.6为继续试验需要选择下一个氧浓度。应按这样的原则来选择氧浓度：若得到“0”特征，应增加氧浓度；若得到“×”特征，应降低氧浓度。6.7用适当的级差改变氧浓度，重复6.4～6.6的操作，直到有一对0”和“×”特征的氧浓度相差小于或等于1。这两个相反的特征不一定是连续出现的（见附录B示例)，“0”特征的氧浓度不一定比“×”特征的低。用这一对特征中“0”的相应氧浓度作为初始氧浓度。6.8用由6.7得到的初始氧浓度，重复6.4～6.6的操作，试验1个试样，记录所用的氧浓度和特征作为第一个结果。
6.9取氧浓度级差d=0.2%，重复6.4～6.6的操作，直到得出与第一个结果相反的特征为止。记录这些特征和相应的氧浓度。
6.10保持d=0.2%，重复6.4～6.6的操作，再试验4个试样，记录每个试样所用的氧浓度及其特征，并指定用于最后1个试样的氧浓度为最终氧浓度Cp。将这4个特征和6.9中得到的最后1个特征排列到起，以便确定值。
6.11计算最后6个试样所用氧浓度（包括Cs）的估计标准差α（见7.3），如果下列关系成立：则按7．1计算的氧指数结果可信，否则：若号。,增加α 值,重复 6. ~6.11 的操作,到条件满足为止;若d>号。，当d=0. 2%,认为氧指数结果可信。但当d>0.2%,则减少d值，,重复6. 9~6.11 的操3
作，到条件满足为止。
7结果的计算
7.1氧指数计算
式中：01
GB1070789
01 - Ce+ hd
用体积百分数表示的氧指数，计算中保留两位小数，报告中只保留…位小数；Cp-用体积百分数表示的最终氧浓度，保留一位小数；系数，确定方法见7.2；
用体积百分数表示的氧浓度级差，保留一位小数。7.2k值的确定
值及其正负号取决于试样的特征，可按下述方法从表中确定。7.2.1若按6.8试验得到“0”特征，那么第一个相反的特征（见6.9)应为“×”。从表内第一列每行的后4个特征排列里，找到与6.10得到的特征排列完全相同的那一行。再根据6.8和6.9得到的\0特征的个数，从(a)行中找到个数与之相同的那列。行列交叉处即为所求的值。7.2.2若按6.8试验得到“×”特征，那么第一个相反的特征应为0”，从表内第六列中每行的后4个特征排列里，找到与6.10得到的特征排列完全相同的那一行。再根据6.8和6.9得到的“×”特征的个数，从（b)行中找到个数与之相同的那一列。行列交叉处即为所求值。此时的值应改变符号，即查正得负，查负得正。
无值确定表
最后5个特征
×00×0
×00××
×o×ox
xox×0
X×000
××00x
×××00
×××ox
××××0
XxX×X
7.3氧浓度标准差
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还行免
X××X
0×××
0××0x
0x×00
0×0××
0×00x
0×000
00×××
00××0
00×0×
00×00
000×0
最后5个特征
式中：α——氧浓度的标准差；C:——依次表示最后6个氧浓度；01-—按7.1计算所得的氧指数；GB 10707-89
E(C — 01)2
n——对Z(C:一01)2有影响的试验次数。对本方法，n一 6。
试验报告
本国家标准号；
样品名称或代号；
试样的尺寸，
燃气种类及火焰长度；
氧指数；
熔滴、不稳定燃烧、阴燃等现象；试验环境；
试验日期及试验、审核人员。
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（2）
氧浓度按式(A1)计算：
式中： C。—氧浓度,%(V/V);
V。氧气体积流量，L/s;
Vn—氮气体积流量,L/s。
6.7条的记录：
氧浓度，%
燃烧时间，
燃烧长度，mm
GB 10707---89
附录A
氧浓度的计算
(补充件）
100V。
Vo + Vn
附录B
试验结果计算示例
(参考件）
估计的氧浓度为25%，第三次和第五次试验得到的特征相反，氧浓度相差为1%。所以，将第三次试验的氧浓度30%作为初始氧浓度。氧指数的计算：
(6.8条+6.9条）
氧浓度，%
燃烧时间，s
燃烧长度，mm
30.029.829.6
Cp (6.10条）
按6.8得到的特征为\×”,相反的特征为\0”。根据7.2.2从表中找到*0×00×\所在行，“×××\所在列，交叉处为1.25，变号，得k=1.25。01- Cf + kd
29.8 + (-- 1.25 × 0.2)下载标准就来标准下载网
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氧浓度级差d的验证
GB10707—89
取最后6个试样的氧浓度（包括C）进行计算：表B3
氧浓度
[(C,01)2
20= 0. 227
条件满足，该材料氧指数为29.6可信。附录C
氧浓度与氧气、氮气流量的关系表(参考件）
(C. — 01)2
C1在试验过程中，需要不断地改变氧浓度。根据公式(A1)和混合气体的总流量（对内径为75mm的燃烧简来说，为保证混合气体的流速约为40mm/s，则混合气体总流量约为10.6L/min）,可算出-系列与氧浓度值C。对应的V。和V值，将其列表于后，供试验时查用。771
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Vn L/min
Vo,L/min
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B10707-89
续表C1
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1070789
续表C1
Vn ,L/min
Vo,L/min
Vn,L/min
附加说明：
本标准由化学工业部橡胶密封制品标准化技术归口单位西北橡胶工业制品研究所归口。本标准由化学工业部西北橡胶工业制品研究所负责起草。本标准主要起草人陈普阳、董松林。实标行业资米免费堂
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