材料的氧指數測定實驗實驗報告

1、重慶科技學院學生實驗報告課程名稱實驗項目名稱材料的氧指數測定開課院系及實驗室實驗日期學生姓名季炫宇學號專業(yè)班級指導教師實驗成績一、實驗目的和要求1、評價常見材料的燃燒性能2、了解HC-2型氧指數測定儀的結構和原理3、明確氧指數的定義及其用于評價高聚物材料相對燃燒性的原理4、掌握運用HC-2型氧指數測定儀測定常見材料氧指數的基本方法二、實驗內容和原理物質燃燒時需要消耗大量氧氣，不冋可燃物燃燒時消耗的氧氣量不冋，通過對物質燃燒過程中消耗最低氧氣量的測定計算出物質的氧指數值，用以評價物質的燃燒性能。所謂氧指數(Oxygen index )是指在規(guī)定的試驗條件下，試樣在氧氮混合氣流中，維持平穩(wěn)燃燒(即

2、進 行有焰燃燒)所需的最低氧氣濃度，以氧所占的體積百分數的數值表示(即在該物質引燃后，能保持燃燒50mm長或燃燒時間3min時所需要的氧、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燃燒的難易程度非常有效。一般認為，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型氧指數測定儀，就是 用來測定物質燃燒過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試，準確性、重復性好，因此普遍被世界各國所采用。氧指數的測試

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，其中有 按一定比例混合的向上流動的氧氮氣流。點著試樣的上端，觀察隨后的燃燒現(xiàn)象，記錄持續(xù) 燃燒時間或燃燒過的距離，試樣的燃燒時間超過3mi n或火焰前沿超過 50mm標線時，就降低氧濃度，試樣的燃燒時間不足3mi n或火焰前沿不到標線時，就增加氧濃度，如此反復操作，從上下兩側逐漸接近規(guī)定值，至兩者的濃度差小于0.5 %。氧指數法是在實驗室條件下評價材料燃燒性能的一種方法，它可以對窗簾幕布、木材等許多新型裝飾材料的燃燒性能作 出準確、快捷的檢測評價。需要說明的是氧指數法并不是唯一的判定條件和檢測方法，但它 的應用非常廣泛，已成為評價燃燒性

4、能級別的一種有效方法。三、主要儀器設備HC-2型氧指數測定儀地板革包裝帶打火機點火器膠皮剪刀直尺秒表四、實驗操作方法和步驟1檢查氣路，確定各部分連接無誤，無漏氣現(xiàn)象。2確定實驗開始時的氧濃度：根據經驗或試樣在空氣中點燃的情況，估計開始實驗時的氧濃 度。如試樣在空氣中迅速燃燒，則開始實驗時的氧濃度為18%左右；如在空氣中緩慢燃燒或時斷時續(xù)，則為21%左右；在空氣中離開點火源即馬上熄滅，則至少為25%。根據經驗，確定該地板革氧指數測定實驗初始氧濃度為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、氮氣的流量。例如，若氧濃度為26%，則氧氣、氮氣的流量分別為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（注意要劃50mm標線），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通氣并調節(jié)流量：開啟氧、氮氣鋼瓶閥門，調節(jié)減壓閥壓力為 0.20.3MPa （由教員完成）， 然后開啟氮氣和氧氣管道閥門（在儀器后面標注有紅線的管路為氧氣，另一路則為氮氣，應注意：先開氮氣，后開氧氣，且閥門不宜開得過大），然后調節(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（禁止使用過高氣壓）。調節(jié)流量調節(jié)閥，通過轉子流量計讀取數據（應讀取浮子上沿所對應的刻度），得到穩(wěn)定

6、流速的氧、氮氣流。檢查儀器壓力表指針是否在0.1Mpa，否則應調節(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，應檢查燃燒柱內是否有結炭、氣路堵塞現(xiàn)象；若有此現(xiàn)象應及時排除使其 恢復到符合要求為止。應注意：在調節(jié)氧氣、氮氣濃度后，必須用調節(jié)好流量的氧氮混合氣 流沖洗燃燒筒至少 30s （排出燃燒筒內的空氣）。5點燃試樣：用點火器從試樣的頂部中間點燃（點火器火焰長度為1-2cm）,勿使火焰碰到試樣的棱邊和側表面。在確認試樣頂端全部著火后，立即移去點火器，開始計時或觀察試樣燒 掉的長度。點燃試樣時，火焰作用的時間最長為30s,若在30s內不能點燃，則應增大氧濃度，

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

8、“X” ，下一步調低氧濃度，在25%做第二次，判斷是否為氧過量，直到找到相鄰的四個點為氧不足、氧不足、氧過量、氧過量，此范圍即為所確定的臨界氧濃度的大致 范圍。7在上述測試范圍內，縮小步長，從低到高，氧濃度每升高04%重復一次以上測試，觀察現(xiàn)象，并記錄。8.根據上述測試結果確定氧指數OI 。五、實驗記錄與處理（數據、圖表、計算等）實驗數據記錄如下材料回裝繩地板革實驗次數12341234氧濃度（%）1919.52020.52323.52424.5氮濃度（%）8180.58079.57776.57675.5燃燒時間（s）3150.913487132410590燃燒長度（mm）68505053550

9、50燃燒結果OOXXOOXX六、實驗結果及分析回裝繩：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，影響燃燒的結果。2實驗過程中壓力表因機器自身或外界觸碰發(fā)生變化從而影響測量的結果。3氣流比調定后沒有等夠足夠的時間，使測試時燃燒氣體中的氧含量與氣體不符。4點火器火焰長度過大導致點火器從試樣頂部的邊緣開始點燃材料從而引起測量誤差。5.點火時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間和燃燒長度的測定。七、結論或體會在實驗材料氧指數測定過程中，我們深入了解了氧指數的定義及其用于評價高聚物材料 相對燃燒性的原理；HC-2型氧指數測定儀的結構和工作原理，掌握了高分