紡織品織物阻燃性能的檢測方法解析
紡織品織物阻燃性能的檢測方法解析
評定阻燃后織物的可燃性是一個比較復(fù)雜的問題，影響因素很多，如織物吸濕率、重量等，但主要從兩方面加以考慮：一是點火性，即著火點的高低，表示織物起火的難易；另一是燃燒性能，即在特定條件下，沿著樣品燃燒的速率。縱觀各國阻燃測試方法，雖然各不相同，但又存在著內(nèi)在。北京鑫生卓銳科技有限公司技術(shù)部劉工指出，從被測試樣所處的環(huán)境來看，氧指數(shù)法有其*之處，而從被測試樣所處的位置看又大體上可分為垂直向、45°方向和水平方向三大類。
1.燃燒實驗法
燃燒實驗法，主要用來測定試樣的燃燒廣度（炭化面積和損毀長度）、續(xù)燃時間和陰燃時間。一定尺寸的試樣，在規(guī)定的燃燒箱里用規(guī)定的火源點燃12s，除去火源后測定試樣的續(xù)燃時間和陰燃時間。陰燃停止后，按規(guī)定的方法測出損毀長度。根據(jù)試樣與火焰的相對位置，可以分為垂直法、傾斜法和水平法。垂直法是目前為普遍的測定方法。這類實驗比45°方向、水平方向燃燒更為劇烈。垂直燃燒實驗又分垂直損毀長度法，垂直向火焰蔓延性能測定法、垂直向試樣易點燃性測定法和表面燃燒性能測定法。
北京鑫生卓銳科技有限公司技術(shù)部劉工指出，GB/T5456-1997規(guī)定了紡織品燃燒性能垂直方向試樣火焰蔓延性能的測定，該法用規(guī)定的點火器所產(chǎn)生的規(guī)定點火火焰，按規(guī)定點火時間對垂直向紡織試樣點火，測定火焰在試樣上蔓延至標記線（規(guī)定距離）所用的時間（以秒計）。亦可同時觀察、測定和記錄試樣的其他有關(guān)火焰蔓延的性能[1]。GB8746-88規(guī)定了紡織織物燃燒性能垂直向試樣易點燃性的測定，該法用規(guī)定點火器產(chǎn)生的規(guī)定火焰，對垂直向紡織試樣點火，測量織物點燃所需要的時間。GB8745-88規(guī)定了紡織織物表面燃燒性能的測定，在規(guī)定的試驗條件下，在接近項部處點燃支承于垂直板上的干燥試樣的起毛表面，測定火焰在織物表面向下蔓延至標記線的時間[3]。垂直法可用于測定服裝織物、裝飾織物、帳篷織物等的阻燃性能；傾斜法適用于飛機內(nèi)裝飾用布；水平法適用于地毯之類的鋪墊織物。
2.限氧指數(shù)法
限氧指數(shù)法是目前廣泛使用的紡織品燃燒性能測試方法，它是指在規(guī)定的實驗條件下，在氧、氮混合氣體中，材料剛好能保持燃燒狀態(tài)所需低氧濃度，用LOI表示，LOI為氧所占混合氣體的體積百分數(shù)。北京鑫生卓銳科技有限公司技術(shù)部劉工指出，GB/T5454-1997規(guī)定了紡織品燃燒性能試驗氧指數(shù)法，將試樣夾于試樣夾上垂直于燃燒筒內(nèi)，在向上流動的氧氮氣流中，點燃試樣上端，觀察其燃燒特性，并與規(guī)定的極限值比較其續(xù)燃時間或損毀長度。通過在不同氧濃度中一系列試樣的試驗，可以測得維持燃燒時氧氣百分含量表示的低氧濃度值，受試試樣中要有40%-60%超過規(guī)定的續(xù)燃和陰燃時間或損毀長度。
3.表面燃燒實驗法
這種方法是測定試樣表面的燃燒蔓延程度的方法，適用于厚實紡織品。以鋪地紡織品燃燒性能測試 為例，國外對鋪地材料燃燒性能的測試開始均采用水 平法，如易燃織物法令要求用水平煙蒂法和烏洛 托品法考核；英國用熱金屬螺帽法。烏洛托品法是在 一定大小試樣的中心放一塊直徑為6-6.5mm的烏洛 托品片劑，用火源點燃片劑，試樣隨之燃燒，待火焰熄滅后，測量火焰熄滅處到片劑中心的大距離，用來考核試樣的燃燒性能。熱金屬螺帽法是將不銹鋼螺母在爐子中加熱到灼熱，放在樣品室中的試樣表面，試樣燃燒熄滅后，測量火焰熄滅處到螺母中心的距離和著火時間，以此考核樣品的燃燒性能。由于這類水平方式的燃燒條件不夠劇烈，很多地毯不經(jīng)阻燃也能達到要求，所以燃燒性能評定改為接近實際燃燒條件的熱輻射法。如要求住宅使用的地毯用輻射板法測得的臨界輻射通量要≥0.25W/cm2；公共設(shè)施中使用的地毯，臨界輻射通量要≥0.5W/cm2。日本對地毯采用的是上接焰法，要求炭化距離大值小于70mm，平均值小于50mm。
熱輻射法的基本原理是：北京鑫生卓銳科技有限公司技術(shù)部劉工表示，在規(guī)定溫度（180℃）和尺寸的箱體中，以燃氣為燃料的熱輻射板與水平放置的試樣傾斜成30°并面向試樣，輻射板產(chǎn)生的規(guī)定輻射通量沿試樣分布。在規(guī)定的時間下用引火器點燃試樣，火焰熄滅后測定試樣的損毀長度，并計算臨界輻射通量。這種試驗方法的顯著特點是：實驗在箱體內(nèi)進行且箱體溫度保持180℃；試樣始終受到規(guī)定的輻射熱作用；試樣夾上水平放置的試樣下可放與實際鋪設(shè)條件相同的底襯材料。這種試驗裝置模擬了室內(nèi)或鄰室發(fā)生大火時產(chǎn)生的火焰、熱氣或者兩者同時作用使建筑物上部受熱后輻射到地板的熱輻射強度。顯然這種裝置更接近鋪地材料的實際燃燒條件，其實驗結(jié)果更能反映鋪地材料系統(tǒng)真實的燃燒性能。臨界輻射通量為評價鋪地材料系統(tǒng)暴露于火焰時的燃燒性能提供了依據(jù)。測得的臨界輻射通量值越大，說明鋪地材料愈難燃燒。
4.發(fā)煙性試驗法
根據(jù)長期積累的各類火災(zāi)資料，分析燃燒物的煙霧和毒性，其危害性常比燃燒時產(chǎn)生的火焰和熱量更為嚴重，是導(dǎo)致人類死亡的主要原因。北京鑫生卓銳科技有限公司技術(shù)部劉工指出，都有該類儀器設(shè)備進行測試，原理較多采用光透過法。通過煙密度測出透過率和時間曲線可以得出各種參數(shù)，包括光密度、大煙密度、平均發(fā)煙速度以及透光率，從大到75%（比光密度）所需要的時間，從而較全面地評價阻燃紡織材料的發(fā)煙性。建筑行業(yè)和交通運輸部門常應(yīng)用該類儀器及測試方法以研究和選用阻燃材料。
5.閃點和自燃點測定及點著溫度測定
閃點指材料受熱分解放出可燃氣體，并剛剛能被外界小的火焰點著時周圍空氣的低初始溫度。自燃點指材料受熱達到一定溫度后不用外界點火源點燃，而自行爆炸或燃燒時周圍空氣的低初始溫度。以上各種測定用于各類織物在熱或火焰作用下的燃燒性能，作為評價火災(zāi)危險性的一個因素。另外，對織物燃燒氣體毒性的分析研究（近年來也比較重視）可用紅外儀、氣相色譜儀和質(zhì)譜儀等進行分析，國外時有報道。
6.阻燃整理熱分析
當織物按一定溫度程序在受熱或冷卻時常發(fā)生一系列的物理或化學變化。熱分析技術(shù)是研究或測定當發(fā)生這些變化時，物質(zhì)的質(zhì)量或能量隨溫度（或時間）變化的函數(shù)關(guān)系。熱分析技術(shù)內(nèi)容較多，阻燃測試中常用的是熱解重量分析法（TGA）和差示掃描量熱（DSC）。利用熱解重量分析法（TGA）可以測定纖維的熱失重變化情況，它對織物阻燃效果可相對比較，且有一個數(shù)量的概念。北京鑫生卓銳科技有限公司技術(shù)部劉工指出，差示掃描量熱DSC可以分析纖維的分解溫度變化，表明阻燃前后裂解方式改變。在熱分析技術(shù)中還可以利用色譜-質(zhì)譜聯(lián)用，研究纖維的熱裂解產(chǎn)物等。
7.錐形量熱計
北京鑫生卓銳科技有限公司技術(shù)部劉工指出，錐形量熱計是上世紀80年代初開始發(fā)展起來的一種新型燃燒測試裝置。它能模擬真實燃燒時的各種參數(shù)。它主要用來測量材料燃燒時的熱釋放速率。研究表明，材料燃燒時的熱釋放速率（Heat Release Rate），即單位時間內(nèi)材料燃燒放出的熱量，是表征材料在火災(zāi)中的燃燒危險性的重要的火情參數(shù)。因此，近年來各種用于測量材料熱釋放速率的儀器和方法不斷涌現(xiàn)。錐形量熱儀采用氧消耗原理測量材料燃燒時的釋熱速率，此法目前己取代的建立在能量平衡基礎(chǔ)上的釋熱速率的測試方法，被廣泛應(yīng)用于各種放熱速率測試儀器及方法中。此外，它可以測量材料燃燒時的單位面積熱釋放速率，樣品點燃時間、質(zhì)量損失速率、煙密度、有效燃燒熱、有害氣體含量等參數(shù)。這些參數(shù)對于評價一個阻燃劑或阻燃體系的性能方面具有重要的意義，因為在實際的火情中，受害者不但受到火焰發(fā)出的熱量的灼燒，而且受到聚合物等材料燃燒分解生成大量煙氣的窒息等危害。
