紡織品織物阻燃性能的檢測(cè)方法解析
紡織品織物阻燃性能的檢測(cè)方法解析
評(píng)定阻燃后織物的可燃性是一個(gè)比較復(fù)雜的問(wèn)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(diǎn)火性，即著火點(diǎn)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?？v觀各國(guó)阻燃測(cè)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(cè)試樣所處的環(huán)境來(lái)看，氧指數(shù)法有其*之處，而從被測(cè)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(shí)驗(yàn)法
燃燒實(shí)驗(yàn)法，主要用來(lái)測(cè)定試樣的燃燒廣度（炭化面積和損毀長(zhǎng)度）、續(xù)燃時(shí)間和陰燃時(shí)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(diǎn)燃12s，除去火源后測(cè)定試樣的續(xù)燃時(shí)間和陰燃時(shí)間。陰燃停止后，按規(guī)定的方法測(cè)出損毀長(zhǎng)度。根據(jù)試樣與火焰的相對(duì)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(cè)定方法。這類實(shí)驗(yàn)比45°方向、水平方向燃燒更為劇烈。垂直燃燒實(shí)驗(yàn)又分垂直損毀長(zhǎng)度法，垂直向火焰蔓延性能測(cè)定法、垂直向試樣易點(diǎn)燃性測(cè)定法和表面燃燒性能測(cè)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(cè)定，該法用規(guī)定的點(diǎn)火器所產(chǎn)生的規(guī)定點(diǎn)火火焰，按規(guī)定點(diǎn)火時(shí)間對(duì)垂直向紡織試樣點(diǎn)火，測(cè)定火焰在試樣上蔓延至標(biāo)記線（規(guī)定距離）所用的時(shí)間（以秒計(jì)）。亦可同時(shí)觀察、測(cè)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(diǎn)燃性的測(cè)定，該法用規(guī)定點(diǎn)火器產(chǎn)生的規(guī)定火焰，對(duì)垂直向紡織試樣點(diǎn)火，測(cè)量織物點(diǎn)燃所需要的時(shí)間。GB8745-88規(guī)定了紡織織物表面燃燒性能的測(cè)定，在規(guī)定的試驗(yàn)條件下，在接近項(xiàng)部處點(diǎn)燃支承于垂直板上的干燥試樣的起毛表面，測(cè)定火焰在織物表面向下蔓延至標(biāo)記線的時(shí)間[3]。垂直法可用于測(cè)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(jī)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(cè)試方法，它是指在規(guī)定的實(shí)驗(yàn)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?jǐn)?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(yàn)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(dòng)的氧氮?dú)饬髦?，點(diǎn)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(shí)間或損毀長(zhǎng)度。通過(guò)在不同氧濃度中一系列試樣的試驗(yàn)，可以測(cè)得維持燃燒時(shí)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(guò)規(guī)定的續(xù)燃和陰燃時(shí)間或損毀長(zhǎng)度。
3.表面燃燒實(shí)驗(yàn)法
這種方法是測(cè)定試樣表面的燃燒蔓延程度的方法，適用于厚實(shí)紡織品。以鋪地紡織品燃燒性能測(cè)試 為例，國(guó)外對(duì)鋪地材料燃燒性能的測(cè)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(guó)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(diǎn)燃片劑，試樣隨之燃燒，待火焰熄滅后，測(cè)量火焰熄滅處到片劑中心的大距離，用來(lái)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(cè)量火焰熄滅處到螺母中心的距離和著火時(shí)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(dá)到要求，所以燃燒性能評(píng)定改為接近實(shí)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(cè)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(duì)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?xì)鉃槿剂系臒彷椛浒迮c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(shí)間下用引火器點(diǎn)燃試樣，火焰熄滅后測(cè)定試樣的損毀長(zhǎng)度，并計(jì)算臨界輻射通量。這種試驗(yàn)方法的顯著特點(diǎn)是：實(shí)驗(yàn)在箱體內(nèi)進(jìn)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(shí)際鋪設(shè)條件相同的底襯材料。這種試驗(yàn)裝置模擬了室內(nèi)或鄰室發(fā)生大火時(shí)產(chǎn)生的火焰、熱氣或者兩者同時(shí)作用使建筑物上部受熱后輻射到地板的熱輻射強(qiáng)度。顯然這種裝置更接近鋪地材料的實(shí)際燃燒條件，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果更能反映鋪地材料系統(tǒng)真實(shí)的燃燒性能。臨界輻射通量為評(píng)價(jià)鋪地材料系統(tǒng)暴露于火焰時(shí)的燃燒性能提供了依據(jù)。測(cè)得的臨界輻射通量值越大，說(shuō)明鋪地材料愈難燃燒。
4.發(fā)煙性試驗(yàn)法
根據(jù)長(zhǎng)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(shí)產(chǎn)生的火焰和熱量更為嚴(yán)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(jìn)行測(cè)試，原理較多采用光透過(guò)法。通過(guò)煙密度測(cè)出透過(guò)率和時(shí)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(shí)間，從而較全面地評(píng)價(jià)阻燃紡織材料的發(fā)煙性。建筑行業(yè)和交通運(yùn)輸部門常應(yīng)用該類儀器及測(cè)試方法以研究和選用阻燃材料。
5.閃點(diǎn)和自燃點(diǎn)測(cè)定及點(diǎn)著溫度測(cè)定
閃點(diǎn)指材料受熱分解放出可燃?xì)怏w，并剛剛能被外界小的火焰點(diǎn)著時(shí)周圍空氣的低初始溫度。自燃點(diǎn)指材料受熱達(dá)到一定溫度后不用外界點(diǎn)火源點(diǎn)燃，而自行爆炸或燃燒時(shí)周圍空氣的低初始溫度。以上各種測(cè)定用于各類織物在熱或火焰作用下的燃燒性能，作為評(píng)價(jià)火災(zāi)危險(xiǎn)性的一個(gè)因素。另外，對(duì)織物燃燒氣體毒性的分析研究（近年來(lái)也比較重視）可用紅外儀、氣相色譜儀和質(zhì)譜儀等進(jìn)行分析，國(guó)外時(shí)有報(bào)道。
6.阻燃整理熱分析
當(dāng)織物按一定溫度程序在受熱或冷卻時(shí)常發(fā)生一系列的物理或化學(xué)變化。熱分析技術(shù)是研究或測(cè)定當(dāng)發(fā)生這些變化時(shí)，物質(zhì)的質(zhì)量或能量隨溫度（或時(shí)間）變化的函數(shù)關(guān)系。熱分析技術(shù)內(nèi)容較多，阻燃測(cè)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(cè)定纖維的熱失重變化情況，它對(duì)織物阻燃效果可相對(duì)比較，且有一個(gè)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(jì)
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(jì)是上世紀(jì)80年代初開始發(fā)展起來(lái)的一種新型燃燒測(cè)試裝置。它能模擬真實(shí)燃燒時(shí)的各種參數(shù)。它主要用來(lái)測(cè)量材料燃燒時(shí)的熱釋放速率。研究表明，材料燃燒時(shí)的熱釋放速率（Heat Release Rate），即單位時(shí)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(xiǎn)性的重要的火情參數(shù)。因此，近年來(lái)各種用于測(cè)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(cè)量材料燃燒時(shí)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(cè)試方法，被廣泛應(yīng)用于各種放熱速率測(cè)試儀器及方法中。此外，它可以測(cè)量材料燃燒時(shí)的單位面積熱釋放速率，樣品點(diǎn)燃時(shí)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(duì)于評(píng)價(jià)一個(gè)阻燃劑或阻燃體系的性能方面具有重要的意義，因?yàn)樵趯?shí)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。
