氧合指数怎么计算公式 氧指数测定实验测定方法和计算公式解读

氧指数测试仪是根据国家标准GB/T2406规定的技术要求研制的新型产品。该仪器用于测定聚合物燃烧过程中所需氧气的体积百分比。聚合物氧气指数值是在物质点燃后50毫米长或180秒内维持氧气和氮气混合气流中的燃烧模式所需的最小氧气浓度(也称为氧气指数)。

氧气指数测试仪:

符合标准:GB/T2406《塑料燃烧性能试验方法——氧指数法》。符合JIS7201、BS2782、美国国家标准协会/美国材料试验学会、D2863、ISO4589和GB/T2406标准。

氧指数测试仪的适用范围:

用于判断在空气体中与火焰接触的材料的燃烧难度，适用于均质固体材料、叠层材料、薄膜和薄膜材料。

氧指数测试仪的主要参数:

通过流量计直接读取氧气和氮气浓度

氧气和氮气的指针压力可以通过调节阀调节。

测量范围:0-80%，

测量精度:2.5级

燃烧筒内径:75毫米

燃烧气缸中的气体流量:40毫米10毫米/秒

工作压力:0.1兆帕

氧氮混合气体入口:包括稳压阀、流量调节阀、气体过滤器和混合室。

样品架可用于软塑料和硬塑料。

点火器:专用丁烷手持式电子点火器

气体:工业级氧气和氮气。

电源要求:交流220 (10%) V/50 Hz。

氧指数测试仪的环境使用条件:

仪器工作时需要氧气和氮气。(由客户提供)

地面平坦，通风良好，无易燃、易爆和腐蚀性气体和灰尘。

附近没有强电磁辐射源。

设备周围预留了适当的维护空房间。

温度:5℃ ~ 30℃。

气压:86 ~ 106 kpa。

AC220V/50HZ .

允许的电压波动范围为220v±10%。

允许的频率波动范围:50hz±1%。

要求用户在安装现场为设备配置空相应容量的气体和氮气电源开关。

设备不工作时，环境温度应保持在+0 ~ 45℃以内，燃烧箱外应安装振动燃烧装置。

二、理论基础

聚合物的氧指数与成炭率、燃烧比焓、燃烧时的元素组成等因素有关，可按以下方法计算:

1.根据碳形成的速率

1974年，在大量实验的基础上，万·克莱恩提出了以下无卤聚合物的LOI与成炭率之间的线性关系:

LOI=(17.5+0.4CR)/100

式中，CR——加热至85℃时聚合物的成碳率(%)

聚合物的CR值具有基团可加性，是分子中各基团对成炭率的贡献之和，如下式所示:

CR= (CFT)i×1200/M

其中m是聚合物结构单元的摩尔质量(克/摩尔)

CFT——每摩尔结构单元的碳生成量与碳的摩尔质量之比(12g/mol)，即每摩尔结构单元的碳生成量

所含碳物质的量

聚合物中不同基团的CFT值可以在特殊手册中找到。

2.根据比燃烧焓计算

许多聚合物的燃烧焓、氧化焓和初始分解温度与它们的LOI有一定的对应关系，特别是一些高的聚合物

聚合物的LOI倒数与其燃烧焓/氧化焓比之间有很好的线性关系。LOI可以计算如下:

Loi =-8× 103/△ ghb =-8× 103m/△ mhb(公式1)

其中△GHB-聚合物的比燃烧焓(焦耳/克)

△mHb——聚合物结构单元的摩尔燃烧焓(J/mol)

M——聚合物结构单元的摩尔质量(g/mol)

但是，上述公式不适用于碳氧比或碳氮比小于6的聚合物

△mHb可根据完全燃烧产物(CO2和H2O)的生成焓和燃烧聚合物的生成焓计算，或根据聚合物计算

完全燃烧需氧量按下式计算。

△ mhb =-4.35× 105mo(公式2)

其中聚合物结构单元完全燃烧的mo-氧需求(摩尔/摩尔)

结合公式1和公式2，loi = 1.84× 10-2m/m。

注:△ghb值越低(即燃烧过程中释放的热量越大)或mo值越高，聚合物的LOI值越低。

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