GBT10707橡胶燃烧性能的测定
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1、范围
本标准规定了在实验室环境下测定橡胶燃烧性能的两种方法：氧指数法（方法A）和垂直燃烧法（方法B）。
本标准适用于在实验室环境下评定橡胶材料的燃烧性能及阻燃性能，不适用于评定实际使用条件下橡胶材料的着火危险性。
2、规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的新版本、凡是不注日期的引用文件，其新版本适用于本标准。
GB/T 2941—2006 橡胶物理试验方法试样制备和调节通用程序（ISO 23529：2004，IDT）
GB/T3863 工业用氧
GB/T3864 工业氮
HG/T3095 橡胶火焰试验术语
3、术语和定义
HG/T 3095确立的以及下列术语和定义适用于本标准。
3.1
氧指数 oxygen index
在规定的试验条件下，在23℃±2℃的氧和氮混合气流中，维持橡胶材料燃烧的最低氧浓度（用体积分数表示）。
4、方法A—氧指数法
4.1 试验原理
试样垂直地支撑在一个透明的燃烧筒内，燃烧筒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限度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，可测得维持材料燃烧的最低氧浓度，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。
4.2 试验装置
试验装置见图1。
4.2.1 燃烧筒：一只能直立于底座之上的耐热透明玻璃筒，其内径为75mm，总高度为450mm，以保证筒内的气流速度为40mm/s±10mm/s筒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。燃烧筒底部应填充直径为3mm～5mm的玻璃球，填充高度80mm～100mm。
注：也可以采用其他尺寸的燃烧筒，但燃烧筒尺寸不同所得出的氧指数的值可能会有差异，宜在试验报告中注明。
4.2.2 试样支架：在燃烧筒轴心位置竖直地夹持试样的夹子。
4.2.3 气源：氧气应符合GB/T 3863的要求；氮气应符合GB/T 3864的要求。
4.2.4 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）等组成。
1——点火器； 10——氧气流量计；
2——燃烧筒； 11——氧气调节阀；
3——试样； 12——氧气压力表；
4——金属网； 13——混合气体流量计；
5——试样支架； 14——氧氮混合器；
6——玻璃球； 15——氮气流量计；
7——底座； 16——氮气调节阀；
8——混合气体调节阀； 17——氮气压力表。
9——混合气体压力表；
图1 试验装置示意图
4.2.5 点火器：一根伸入燃烧筒内点燃试样的管子，其喷嘴直径为2mm±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长度为16mm±4mm。
4.2.6 计时器：最小刻度值为0.1s的秒表或其他相当的计时装置。
4.2.7 测长量具：最小刻度值为1mm不锈钢直尺。
4.2.8 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，以免影响燃烧筒内的气流速度。
4.3 试样
4.3.1 试样尺寸为长80mm～150mm，宽6.5mm±0.5mm，厚3mm±0.25mm。
4.3.2 试样的制备和调节应按GB/T 2941—2006的要求进行。
4.3.3 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。
4.3.4 对已知氧指数值相差在±2范围内的橡胶材料，应准备15个试样；对未知氧指数或具有不稳定燃烧特性的橡胶材料，准备15个～30个试样。
4.4 试验步骤
4.4.1 检查试验装置，确保完好。燃烧筒应安放垂直在筒中央的试样支架上垂直夹好试样，试样顶端距离筒口至少100mm。
4.4.2 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（体积分数）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。
4.4.3 按4.4.2确定氧浓度后，调好氧氮混合气体流量（氧气和氮气流量参见附录B），并让其在燃烧筒中至少流动30s，以除去燃烧筒中的空气。每个试样试验前都应重复此过程，以保证燃烧筒中的气流量在试验的点火和燃烧过程中不发生变化。在点火和燃烧过程中，不应改变气流速度和氧氮气体浓度。
4.4.4 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筒内。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，或测量燃烧长度。
4.4.5 燃烧特性按下面要求评定：
4.4.5.1 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。
4.4.5.2 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。
4.4.5.3 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。
4.4.6 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。
4.4.7 用适当的级差改变氧浓度，重复4.4.4～4.4.6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（参见附录C中C.1），“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。
4.4.8 用由4.4.7得到的初始氧浓度，重复4.4.4～4.4.6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。
4.4.9 取氧浓度级差d=0.2%重复4.4.4～4.4.6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。
4.4.10 保持d=0.2%，重复4.4.4～4.4.6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cf。将这4个特征和4.4.9中得到的最后1个待征排列到一起，以便确定k值。
4.4.11 计算最后6个试样所用的氧浓度（包括cf）的估计标准差
（见4.5.3），如果下列关系成立：
的操作，到条件满足为止。
4.5 结果的计算
4.5.1 氧指数(OI)
氧指数(OI)的计算见公式(1:
OI = cf + kd………………………………（1）
式中：
OI——用体积分数表示的氧指数，计算中保留两位小数，报告中只保留一位小数；
cf——用体积分数表示的最终氧浓度，保留一位小数；
k—一系数，确定方法见4.5.2；
d——用体积分数表示的氧浓度级差，保留一位小数。
4.5.2 k值的确定
k值及其正负号取决于试样的特征，可按下述方法从表1中确定。
4.5.2.1 若按4.4.8试验得到“0”特征，那么第一个相反的特征（见4.4.9）应为“×”。从表1第一列中每行的后4个特征排列里，找到与4.4.10得到的特征排列完全相同的那一行。再根据4.4.8和4.4.9得到的“0”特征的个数，从(a)中找到个数与之相同的那一列。行列交叉处即为所求k值。
4.5.2.2 若按4.4.8试验得到“×”特征，那么第一个相反的特征应为“0”，从表1内第六列中每行的后4个特征排列里，找到与4.4.10得到的特征排列完全相同的那一行。再根据4.4.8和4.4.9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k值。此时的k值应改变符号，即查正得负，查负得正。
表1 k值确定表
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