长文详解了材料阻燃性能试验方法 阻燃性能试验方法
阻燃材料燃烧试验的目的在于评定它的燃烧特性，即是否容易着火、着火后是否延燃，以及是否冒烟和释放毒气等。本文主要介绍了材料阻燃性能的测试方法。
为了研究材料的阻燃性能参数，火灾可分为初始阶段、全盛阶段和衰减阶段三个阶段。所有可燃材料大多在火灾全盛期燃烧，阻燃能力很少。
因此，在评估材料火灾的危害时，只需考虑从火灾开始到闪燃的阶段，包括以下过程：点燃、火焰传播、释放和闪燃，其效应称为火灾的主要效应。此外，这一阶段还会产生各种次要效应，即材料燃烧产生的烟雾、有毒和腐蚀性产物的危害。
材料的主要阻燃参数也是材料阻燃性能测试方法的具体内容。
材料阻燃性能小，材料阻燃性能试验方法可分为实验室试验、中型试验和大型试验。其中，实验室试验和中型试验是最常用的。这两种试验通常根据被测物体的可燃性、点燃性、火焰传播性、释热性和生烟性、火灾气体的毒性和腐蚀性等分为六类：
例如，极限氧指数：需要测量火是否容易引起；
如隧道试验和辐射板试验：测定火灾是否容易蔓延和火灾传播速率；
例如，锥形热量计和热量计试验：为了了解火灾对邻近地区的发展趋势和危险，需要确定材料燃烧时的放热量和放热率；
例如，烟箱试验和烟尘质量试验：在燃烧材料时确定生烟量；
例如，生物试验和化学分析：为了了解材料对生物和设备的危害，应确定材料燃烧时火灾气体的毒性和腐蚀性；
例如，电视机或建筑部件的耐火性试验：了解建筑物或建筑物的一部分（如墙壁、地板、天花板）或其他产品在强热和火焰的作用下能够承受的时间，即它们在火灾中倒塌坏或燃烧所需的时间。
阻燃性能试验方法基于不同的材料（如建筑材料、电缆、塑料、电子电气等）、不同的行业（如飞机、家具、机车、船舶等）、不同的标准（如ISO、ASTM、UL、BS、EN、IEC、GB），不同的试验方法和要求。所有阻燃试验方法都在相应的标准中阐述。由于涉及的试验方法较多，本文仅介绍了最重要的阻燃参数和常用的试验方法。
可燃性是指材料燃烧火焰的能力。许多现在使用的材料可燃性测定方法是基于在材料中施加特定火焰的结果。不同的试验可以有不同的类型、大小、试验时间、尺寸、形状和放置方向，并在试验方法或标准中有详细的规定。
氧指数(OI)：(也称极限氧指数LOI）指在规定条件下，样品在氮氧混合气体中保持平衡燃烧所需的最低氧浓度（体积百分比含量）。该方法能有效判断空气中材料与火焰接触时的燃烧难度，并对材料的燃烧性能进行分类，因此受到世界各国的重视。
标准规范：ISO 4589-2， ASTM D 2863, NES 714, GB/T 2406, GB/T 5454
1、氧指数法
测试主要采用氧指数仪将样品垂直固定在燃烧缸中，使氧氮混合气流从下到上流动，点燃样品顶部，观察样品的燃烧情况。在不同的氧浓度中测试一组样品，以确定只是保持样品平稳燃烧时的最低氧浓度。
★ 测试设备：氧指数仪
氧指数仪是许多精密质量控制测试中最经济的，用于支持燃烧所需的最低氧量。它已成为橡木和塑料工业和电缆生产中的主要产品质量控制仪器，并是一些军事和运输集团指定的使用仪器。 产品特点：
新型顺磁氧含量分析仪准确测试氧含量（<0.1%）
结构紧凑，可用于实验室通风罩
单向阀控制氧气流量
样品可快速装载
数字显示测试过程中的氧百分含量(无需计算)
数字显示进入测试柱的混合气体温度
样品夹具可以装载硬质和软质材料
缩短气路，快速响应
设计紧凑
2.高温氧指数法
在氧指数测定中，还开发了高温氧指数法，在燃烧缸上增加了可控加热装置，以提高测试环境温度，因此在较高的环境温度（最高可达400℃）下氧指数用于评估材料在高温下的燃烧。材料氧指数一般随环境温度的升高而降低，高温氧指数可以更好地表示材料的燃烧。
标准规范：ISO 4589-3，NES 715
★ 测试设备：高温氧指数仪
根据高温氧指数仪， ISO 4589 第三部分或英国海军工程标准NES 715 通过调整预热气体水平，设定玻璃炉壁温度，确定高温氧指数。
产品特点：
测试温度可达400℃
电子显示样品温度
电子显示管内和预热温度
透明辐射加热试管
高效气体预热器
氧泵在待测期间储存氧气和氮气
2.水平和垂直燃烧试验
在塑料阻燃性能试验方法中，水平及垂直燃烧试验最具代表性，且应用也最为广泛。本法测定塑料表面火焰传播性能，其原理系水平或垂直地夹住试样的一端，对试样自由端施加规定的点燃源，测定线性燃烧速率（水平法）或有焰燃烧及无焰燃烧时间（垂直法）等来评价试样的阻燃性能。
标准规范：UL94, ASTM D635, IEC 60695-11-10, IEC 60707, ISO 1210, ASTM D3801, ASTM D5048, IEC 60695-11-20, ISO 9772, ASTM D4804, ISO 9773, ASTM D4986, ASTM D5025, ASTM D 5207, ISO 10093, ISO 103351, GB/T 2408, GB/T 5169.17, GB/T 8332
美国保险业实验室制定了许多相关规范UL94广泛应用于测量制造设备和设备的塑料可燃性（但不适用于建筑材料）UL94的试验结果给出了材料的阻燃等级，塑料阻燃等级由塑料阻燃等级组成HB，V-2，V-1向V-0逐级递增：
HB：UL94标准中最低阻燃等级。3-13mm厚的样品每分钟燃烧速度小于40mm；3mm厚的样品每分钟燃烧速度小于70mm；或在100mm标志前熄灭。
V-2:样品燃烧两次10秒后，火焰在30秒内熄灭。可点燃30秒cm下面的药棉。
V-1:样品燃烧两次10秒后，火焰在30秒内熄灭。不能点燃30秒cm下面的药棉。
V-0:样品燃烧两次10秒后，火焰在10秒内熄灭。
UL94 可燃试验包括以下四种试验方法：
材料分类为UL94HB水平燃烧测定方法。
材料分类为UL94V-0 ULV-1 ULV-2垂直燃烧试验方法。
材料分类为UL－5V垂直燃烧试验方法。
材料分类为94VT M-0、94VT M-1、94VT M-2垂直燃烧试验方法。
1、UL94水平燃烧试验法
将样品水平放置在样品架上，点燃本生灯，调整火焰高度20mm，本生灯向水平方向倾斜约455°角。
在保持本生灯位置不变的情况下，对样品施加火焰30s，取下本生灯。如果施焰时间不足30s，火焰前缘已达25mm标记时，应立即移开本生灯，停止施焰。
从25岁记录燃烧前沿mm燃烧终止时标线的燃烧时间t(单位秒)，记录25mm标线到燃烧终止端的烧损长度L(单位mm)。
移开点火源后，火焰即灭或燃烧前沿未达到25mm无论燃烧时间、燃烧长度和线性燃烧速度如何，标记。
燃烧速率V = 60L/t
2、UL94垂直燃烧法
将样品垂直固定在样品夹上；
调整本生灯火焰(蓝焰)高度20mm；
第一次对样品施加火焰时间10s，拆下火源，记录第一次有焰燃烧时间t1；
第一次火焰燃烧熄灭后，立即对样品进行第二次火焰施加s，拆下火源，记录第二次有焰燃烧时间t二、无焰燃烧时间t3 ，记录是否有滴落物点燃下面的脱脂棉
★ 测试设备：水平垂直燃烧测试仪
的UL94水平垂直燃烧测试仪适用于电子电气设备中塑料部件的燃烧性能测试。主要测试指标包括易燃性能、燃烧速率、火焰蔓延、燃烧强度和产品阻燃性能。
的UL根据最新标准，开发了94水平垂直燃烧测试仪，内部容量达到1.0立方米。它将所有必要的特性结合成一个完整的系统，使自己更加方便和安全。符合所有五个水平/垂直水平UL94燃烧试验和ASTM标准及相关国际标准。即支持:
水平燃烧试验执行标准：UL94HB (ASTM D 635, IEC 60695-11-10, IEC 60707, ISO 1210)
垂直燃烧试验执行标准：UL 94 V-0, V-1, 或 V-2 (ASTM D 3801, IEC 60695-11-10, IEC 60707, ISO 1210)
500w (125mm) 垂直燃烧试验执行标准5：VA 或 5VB (ASTM D 5048, IEC 60695-11-20, IC 60707, ISO 9772), 500 W (125mm)
薄材料垂直燃烧测试执行标准： VTM-0, VTM-1, 或 VTM-2 (ASTM D 4804, ISO 9773)
水平发泡材料燃烧试验执行标准：HF- 1, HF-2 或 HBF (ASTM D 4986, ISO 9772)
燃烧器执行标准：ASTM D 5025, ASTM D 5207, ISO 10093, ISO 103351
02、释热性试验
材料的释热量是指它燃烧时放出的总热量，是材料火灾危险性的重要特征之一，释热量越大的材料，越易引发材料闪燃，以致形成灾难性火灾的可能性越高。特别是释热速率（HRR），尤其是其峰值（PHRR），对评估材料火安全性更具实际意义。
一、锥形量热仪法
锥形量热仪(CONE) 是以氧消耗原理为基础的新一代聚合物材料燃烧性能测定仪，由CONE 获得的可燃材料在火灾中的燃烧参数有多种，包括释热速率(HRR) 、总释放热( THR) 、有效燃烧热(EHC) 、点燃时间( TTI) 、烟及毒性参数和质量变化参数(MLR) 等。锥形量热仪法由于具有参数测定值受外界因素影响小，与大型实验结果相关性好等优点被应用于很多领域的研究。
标准规范：ISO 5660 Parts 1 and2; ASTM E1354; ASTM E1474，ASTM E1740; ASTM E1550; ASTMD5485; ASTM D6113; NFPA 271; NFPA 264; CAN ULC 135; BS 476 Part 15; GB/T 16172
★ 测试设备：锥形量热仪
的iCone2+锥形量热仪是先进的自动锥形量热仪。它根据数十年的经验而设计的，符合标准，具有许多防火测试实验室以前未曾见过的功能，结构紧凑、准确、可靠且容易保持。 iCone2+锥形量热仪进一步增强了防火模型和防热玻璃屏幕。还采用了最新的控制和自动化技术，使其成为先进、可靠和用户友好的锥形量热计。
产品特点：
以模块化的方式，集成了最新的定制内部设计表面贴装PCB技术，使其可扩展和适合未来应用。消除了对第三方供应商的依赖。
可靠性提高、服务能力提高
更稳定、更紧凑的设计
远程诊断能力提高
易于访问PC和气体分析仪
改进的激光安装系统，减少了热的影响和产生的漂移，易于安装和调试
来自Servomex的最新一代气体分析仪
03、生烟性试验
材料燃烧时的生烟性是二次火效应。二次火效应是指那些与火灾伴生的、但并不构成为火焰所显示的燃烧过程的现象。 测定生烟性的方法最好是基于人眼对烟的感知和烟对可见度的影响。已有的测定烟密度的方法较多，最经常使用的还是光学法，此法是在一规定空间内建立一个模型火试验，然后测定生成的烟对光束的衰减，以计得烟密度。如NBS烟箱采用的就是光学法测定烟密度。
一、光学法测定烟密度
当光线透过一个充满烟尘的空间时，由于烟质点的吸收和散射，使光的强度降低。光衰减的程度与烟质点的大小和形状、折射率及光的波长和入射角有关。目前的光学法测定烟密度的仪器，都是依据Beer‐Lambert定律。
标准规范：ASTM E662, ASTM F814, NFPA 258, BS 6401, GB/T 8323.Options:ISO 5659/IMO FTPC Part 2, ATS 1000.001/ABD0031, NES 711
★ 测试设备：NBS烟密度测试箱
NBS烟密度测试箱在各个工业领域都有广泛使用，主要用于测定在密闭箱内垂直固定的固体材料燃烧过程中产生的烟雾。
产品特点：
已经在众多测试领域得到推广及应用，该测试方法可以用来检测塑料制品、轨道交通非金属材料、船舶非金属材料、电线电缆制品等的烟密度等级
一般可适用的标准为ASTM E662、ISO 5659-2以及军国标中的NES 711 烟密度测试方法；
该测试标准相对于之前的建材烟密度测试仪方法有着更加精确的测试结果，同时光学传感器使用了更加精密的光电倍增管，可以捕获箱体内细微的烟气含量变化；
如果选配其他测试装置，如德尔格气体检测管，可以进行航空标准的烟毒性测试，和FTIR 傅立叶红外变换装置对接，可完成烟气含量的定性及定量分析等。
04、有毒及腐蚀性性试验
阻燃材料燃烧释放的气体通常分为两类：可燃气体，如甲烷、乙烷、芳香烃等；不燃气体，如二氧化碳、氮气、氨气、水蒸气、卤化氢、SO2、NOX、甲醛、HCN等。这些气体的毒性可以通过化学分析得出，最为直观的测定燃烧释放气体毒性的方法是动物暴露法。
标准规范：ISO 19702, ISO 9705, EN 45545-2，NES713，DIN 53436
★ 测试设备：FTIR烟气分析仪
在线傅里叶红外测量系统是专门为锥形量热仪和烟雾密度箱开发的在线燃烧气体检测系统，可同时测试气体中的50种成分，并且是连续测试。测试室可加热到180°C的高温，铑-金涂层表面可以确保很好的适应高浓度的水蒸气或腐蚀性气体。
产品特点：
实时分析结果确保能连续监测样品
同时监测多种成分
低维护成本
无需波段扫描（也可以自动波段扫描）
热取样系统；无样品损失和变化
全自动测试系统及完整的安全功能
全模块化系统以保证最大的灵活性
完全满足ISO 19702、ISO 9705和 CEN TS 45545-2标准
能单独分析空气中的CO、CO2、NO、NO2、SO2、HCI、HF、苯酚、丙烯酸、水蒸气等成分的浓度
★ 测试设备：NES 713毒性测试仪
英国海军工程标准NES 713 通过燃烧材料样品，根据比色管原理，测定试样燃烧产物的毒性指数。 产品特点：
箱体为不锈钢，非常坚固。箱壁为防火聚丙烯，无缝焊接，内部空间 0.7立方米。
箱门设计便于箱体清洁，使用透明聚碳酸酯板材，压膜加强硬度和强度。
燃气嘴使用火花点火系统，如果火焰熄灭，可以自动重新点火。
内设 15个样品位置，可与气体比色反应管或者其他气体分析器一同使用。
独立控制箱，内置流量计、计时器、甲烷和空气控制器。
强大排风系统，在测试结束后能够迅速排空箱体。
内置风扇，能够迅速混合燃烧物。
05、火焰传播性试验
火焰传播是指火焰前沿在材料表面的发展，它关系到火灾波及邻近可燃物而使火势扩大。火焰传播性能常以隧道法及辐射板法测定。
一、IMO火焰传播测试
IMO火焰蔓延测试是一个重要的燃烧性能对比试验，主要测试对象是平板材料、复合材料或组件，这些材料主要是用来作为暴露的外表面的墙壁。所用的比较试验数据是火焰沿着样品的表面垂直方向上横向蔓延的距离和时间。试验是在试样经受引燃火焰的辐射下而进行的。
标准规范：ISO 5658; IMO FTP Part 5; ASTM E1317; ASTM E1321
★ 测试设备：IMO火焰蔓延测试仪
的IMO火焰蔓延测试仪使用气体燃烧热辐射板，用引燃火焰点燃测试样品。引燃后，观测火焰前缘，记录火焰前缘沿样品水平蔓延情况及所用时间。结果显示为火焰蔓延距离时间比，火焰前缘速率热流比，熄灭时临界热流，以及燃烧过程平均热量。为满足 IMO 标准，仪器装有热电偶堆，测算热释放率。 产品特点：
控制面板位于辐射板框架上，包含电动指示器和日常使控制装置，可与电脑连接；
内置于辐射板后部是一个K型热电偶，用于监控组件的温度。如果箱体内的辐射板发生回火，热电偶将会探测到温度升高，切断气供应；
质量流量控制器在测量热释放速率过程中用于校准，可以将数据连接到电脑或是图形记录器中。
二、辐射板火焰传播测试
辐射面板试验用于测试建筑材料及泡沫塑料的表面可燃性，是实验室使用最广泛的火焰传播性能测定方法之一。
标准规范：ASTM E162, ASTM D3675
★ 测试设备：辐射板火焰蔓延测试仪
的辐射板火焰蔓延测试仪通过燃气热辐射板对建筑材料（ASTM E162）及泡沫塑料（ASTM D3675）的表面可燃性进行测试。测试结果为火焰蔓延指数，由火焰蔓延和热量散发等因素决定。该指数是许多行业规范中的必备参数，尤其在公共交通（火车和巴士）行业。 产品特点：
多孔水泥和铸铁燃气辐射板（12 x 18in），电子打火，自动熄火安全监控装置
不锈钢样品固定架，每3英寸设观测点，用于观察火焰前锋进展
不锈钢样品支架
不锈钢引燃烧装置
高温计，测定辐射板表面温度，包含支架
气流表，燃气控制阀，控制送入辐射板的气体混合
不锈钢排气管，带可拆卸面板，方便清洁热电偶
排气管根据标准配备8个热电偶
经校验的燃烧器，带甲烷气流量表
燃气安全控制及电路切断装置
三、铺地材料热辐射板测试方法
此法以辐射板试验测定屋顶绝缘地板材料的火焰传播性能，以火焰不再传播的辐射板的临界热流量表征。
标准规范：EN ISO 9239-1, ASTM E648, ASTM E970, NFPA 253, GB/T 11785
★ 测试设备：铺地材料热辐射板测量仪（FRP）
铺地材料热辐射板测量仪（FRP）可以用来评价火焰停止横向蔓延的检测报告临界热辐射通量和测量屋顶绝热地板的临界辐射通量。欧盟使用该测试方法对所有欧盟成员国铺地材料进行防火等级分类。
产品特点：
不锈钢集烟罩和烟测量端口。
带角度控制板，方便观测仪器，在设定和校正阶段控制仪器。
辐射板自动点火，安全断电。
双位置门，带观测窗和滑动平台，铰链进入测试区域。
带烟雾测试探头的不锈钢罩。
数据收集和分析软件。
仪器规格：1900 (W) x 750 (D) x 1900mm (H)
06、耐火性试验
耐燃性试验通常是对整个构筑物或部分构筑物或构件进行的，如房屋、地板、天花板、墙面等，这时可观察火对被试系统的作用。评估各种建筑构件在火灾条件下的性能，确保公共和邻近结构的安全。由于耐火性测试，尤其是大型耐火试验是非常复杂的，但是在一些情况下又非常必要，在此我们仅介绍几种适用的试验设备。
★ 测试设备：耐火性特征指示式试验炉 应用范围：小样品量的耐火性测试 标准规范：BS 476 (20-24), BS EN 1363, IMO Hydrocarbon test curve 应用范围：水平建筑构件、柱体、支架等耐火性测试 标准规范：BS 476 (20-24), BS EN 1363 (1-2), BS EN 1364 (2), BS EN 1365 (2-4), BS EN 1366 (1-3), ASTM E 119, ASTM E 814, ASTM E 1966, UL 263, UL 1709, UL 1479, UL 2079, UL10 (B-C), ISO 834 (1, 5-7, 9), ISO 6944 (1-2), ISO 3008
应用范围：垂直建筑构件、柱体、支架等耐火性测试 标准规范：ISO 834 (1, 4, 8); BS 476 (2023);BS EN 1363 (12);BS EN 1364 (1);BS EN 1365 (1); BS EN 1366 (13);BS EN 16341;ASTM E119;ASTM E814; UL10 (BC);UL 263;UL 1709; UL10 (BC);UL 1479;UL 2079; ISO 3008; ISO 3009 应用范围：水平或垂直建筑构件、柱体、支架等耐火性测试 标准规范：BS 476 (20-24), BS EN 1363 (1-2), BS EN 1364 (1-2), BS EN 1365 (1-4), BS EN 1366 (1-3), BS EN 1634-1, ASTM E 119, ASTM E 814, ASTM E 1966, UL 263, UL 1709, UL10 (B-C), UL 1479, UL 2079, ISO 834 (1, 4-9), ISO 6944 (1-2), ISO 3008, ISO 3009
随着现代技术的发展以及人们环保安全意识的提升，有关阻燃材料的燃烧性试验方法越来越多，对阻燃材料的燃烧行为评估也越来越全面。阻燃试验方法所涉及的物理化学过程和影响因素极其复杂，采用更加专业且符合标准的阻燃测试设备，建立标准化的实验室是完善阻燃性能检测的重要一步。