錐形量熱儀燃燒測試實驗方法

        一、實驗介紹
        應用錐形量熱儀測試聚合物的阻燃性能是一項的測試技術。錐形量熱儀具有多種燃燒聚合物材料的測試功能，如：放熱率（HRR）、質量損失率（M LR）、有效燃燒熱、總發(fā)煙量 總發(fā)煙量（TPS）、發(fā)煙率等參數釋放（RSR）等廣泛應用于消防安全工程設計、材料阻燃性能研究與評價。因此，實驗測試技術和測試數據分析也非常重要。例如，對ABS中由幾種不同成分的填料組成的幾種聚合物材料的燃燒試驗數據的收集和分析，就是為了充分了解和熟悉錐體質量。在量熱儀的結構、性能和工作原理的基礎上，在掌握熟練的測試技術和操作步驟的基礎上，可以清楚地確定測試數據的成功與否。只有這樣才能對材料的阻燃性能進行分析評價，得出準確的結論，尤其是試驗前儀器的校準、濾料的更換和工藝檢驗、工藝變更和更換除濕材料等都是非常重要的測試技術。
        二、結構概述
        錐形量熱儀是一種典型的機電一體化裝置。其外形結構簡單緊湊，但其功能原理、控制原理和操作要求極為嚴格。它是各種行業(yè)知識的綜合應用。 ,如圖1所示。錐形量熱儀的結構和原理涉及機械、化工、通風、制冷、儀器儀表、電氣控制、流體力學、熱力學、激光原理、計算機原理等知識、測量、檢測等，涵蓋范圍廣泛，是一種非常典型的高科技綜合應用精密檢測儀器。
        三。測試點
        3.1 工作原理
        錐形量熱儀的主要工作原理是耗氧原理。射擊燃燒時，火焰會消耗空氣中一定濃度的氧氣，釋放出一定的燃燒熱值。通過大量的實驗測試和計算研究，認為大部分被測材料的耗氧熱值接近平均值13.1 MJ/kg，偏差在5%左右。錐形量熱法就是基于這一點，根據材料在燃燒過程中消耗的氧氣量，計算和測量燃燒過程中的放熱率和質量損失率等參數，來分析和判斷材料的燃燒性能。
         3.2 測試條件
        3.2.1 樣品的制備
        錐形量熱法測試的樣片應為方形，形狀完整，材質均勻，尺寸為100mm@100mm，厚度為3～20mm，常用厚度為4mm和10mm。樣品片可以用模具壓制或從成品片材上切割下來?？傊瑹o論采用哪種方式制作的樣件，都不能有厚薄不均、大小氣泡、凹坑缺陷、周圍凹凸不平等。應在設備上反復多次，以充分保證物料混合均勻。這樣可以保證壓樣的材質均勻，燃燒測試時效果穩(wěn)定，數據重復性好。通常，應選擇相同厚度的待測樣品進行測試比較。每個待測樣品最好準備2件以上。測試樣片前，用鋁箔將其5面包好，以防燃燒時滴水過多和測試不準確。用大面積的外露面標號，接受輻射熱，觀察試驗現(xiàn)象。
         3.2.2 樣品燒錄箱
        試樣燃燒箱由耐熱不銹鋼制成，是試樣的重要組成部分。它的形狀和尺寸有明確的規(guī)定和要求，是隨機配件。樣品燃燒箱由箱蓋、箱體和襯里層組成.
        試樣燃燒試驗前，試樣燃燒箱內外應清理干凈，不得有任何雜物粘在蓋子和盒體上。如果樣品燃燒箱上有附著物，在燃燒測試樣品時會出現(xiàn)不規(guī)則的熔化和脫落，影響采集數據的真實性和質量損失等，導致實驗結果不準確。
        試樣燃燒箱內的襯墊層也很重要，它主要起到保溫和調節(jié)試樣高度的作用。疊放后的墊層和試樣的高度應與箱蓋頂部內側的下表面相同，否則應調整墊層的高度。
         3.2.3 濾料
        在錐形量熱法的燃燒試驗中，過濾器的材質對樣氣采集的質量和數據的準確性非常重要，直接影響著實驗結果的成敗。因此，應充分注意濾材的質量選擇和及時更換，特別是在樣品燃燒試驗前，必須做好充分的準備。防止測試過程中因過濾效果差、氣流不暢、管道堵塞等原因導致測試失敗。
         (1)筒形過濾器。
         3個圓柱形過濾器，中間玻璃管中的過濾材料為粉堿石灰，用于濾除樣氣中的CO和CO2。當粉紅色變白時，應及時更換。兩側玻璃管內的過濾材料為變色硅膠，正常情況下為藍色，用于濾除樣氣中的HO2。當玻璃管內的變色硅膠顏色多為（約60%）白色時，不能再使用，應更換。
         (2)樣氣過濾系統(tǒng)。真空泵抽取的樣氣在進入氧氣分析儀前必須進行過濾，以去除樣氣中的煙塵雜質。過濾分為兩部分； ?過濾器材質為白色圓柱形濾芯，安裝在透明圓形透明罩內； ?過濾器的材料是封裝在外面的白色濾紙，封裝外殼的兩端在中間各凸出一個接頭與通氣氣管連接。測試前，檢查兩個濾芯的狀況。如發(fā)現(xiàn)二級過濾器進氣端發(fā)黑，則不能再使用，應及時更換。每次試驗工作前應將第一道過濾器拆開檢查，清除吸附在筒形濾芯內側的灰塵。當濾芯外部出現(xiàn)發(fā)黑跡象時，也應及時更換。
         3.2.4 批準距離
        待測樣品與錐形加熱器之間的距離規(guī)定為 25 mm。試樣初試時，將燃燒箱置于燃燒架上，錐形加熱器底面（保護板打開時）與試樣外露面的距離應保證為25mm .如果距離不正確，應及時調整。稱重傳感器上的桿上有一個凸出的調節(jié)螺絲，松開螺絲后，上下移動滑套即可調節(jié)距離。
         3.3 測試校準
        錐形量熱儀必須在燃燒測試前進行校準。校準項目包括質量校準、氧分析儀校準、輻射功率校準、激光煙霧測量校準、熱系數/C0值校準。只有對上述參數進行校準后，計算機才能對試樣燃燒試驗過程中采集的數據進行有效的算術處理。標定參數必須滿足要求，達到儀器的精度范圍，才能得到較好的標定數據，才能順利進行實驗測試。