聚苯乙烯泡沫氧指数测定仪

聚苯乙烯泡沫氧指数测定仪主要用于评估材料的阻燃性能，通过测量材料在氧氮混合气体中维持燃烧所需的氧浓度（极限氧指数）来判断其燃烧特性。它广泛应用于塑料、橡胶、纤维、泡沫塑料、纺织品等材料的燃烧性能测试，符合GB/T 5454、ISO 4589-2等国内外标准。是一种用于测定材料燃烧所需氧浓度（即极限氧指数，LOI）的专业设备，广泛应用于塑料、橡胶、纤维、泡沫材料、纺织品及建筑材料等领域的阻燃性能评估。该仪器通过调节氧氮混合气体比例，确定材料在垂直燃烧条件下能够持续燃烧的临界氧浓度，从而量化其阻燃能力。氧指数值越高，材料越难燃烧，防火安全性越好。

聚苯乙烯泡沫氧指数测定仪核心术语类关键词

‌极限氧指数（LOI, Limiting Oxygen Index）‌
表示材料刚好维持燃烧所需的氧浓度，是衡量材料阻燃性能的核心指标。

‌临界氧浓度（COC 或 LOC）‌
与LOI同义，强调材料从可燃到不燃的转折点，在火灾安全分析中尤为重要。

‌氧指数测定‌
指通过实验方法确定材料LOI值的过程，是燃烧性能测试的基础操作。

‌燃烧性能评定‌
综合评估材料在火源作用下的燃烧行为，包括点燃难易、火焰传播、熔滴特性等。

‌阻燃等级‌
根据LOI值划分材料的防火级别，常用于建筑、交通、电子等行业准入标准。原理与测试方法

极限氧指数（LOI）定义为：在规定试验条件下，试样在氧氮混合气流中维持平稳燃烧（有焰燃烧）所需的氧气浓度，以体积百分数表示。测试时，将标准尺寸的试样垂直夹持于透明燃烧筒中，通入设定比例的氧氮混合气体，从顶部点燃试样，观察其燃烧情况：

若燃烧时间超过3分钟或火焰蔓延至50mm标线，则降低氧浓度；

若燃烧未达上述标准，则提高氧浓度；

通过逐次逼近法，确定使材料“刚好维持燃烧”的氧浓度值，即LOI。该方法依据国家标准如GB/T 2406.2-2009（塑料）、GB/T 5454-1997（纺织品），以及国际标准ISO 4589-2、ASTM D2863等执行。

‌燃烧筒‌：耐高温石英玻璃制成，确保气流稳定；

‌气体控制系统‌：氧气与氮气双路质量流量控制器，精确调控混合比例；

‌点火装置‌：手动或自动点火器，火焰高度可调（通常15mm）；

‌试样夹具‌：适用于不同厚度和类型的材料（如自撑型、非自撑型）；

‌显示与操作界面‌：数字显示屏或触摸屏，支持数据记录与报告生成。

应用领域与材料分类

极限氧指数检测仪广泛应用于以下行业：

‌高分子材料研发‌
用于评估塑料（如ABS、PC、PP）、橡胶、泡沫材料的阻燃等级，指导配方优化。

‌纺织品与服装安全‌
测定窗帘、防护服、地毯等织物的燃烧性能，满足GB 8624、GB 5454等标准要求。

‌建筑材料防火认证‌
作为建材燃烧性能分级的重要依据，氧指数≥32%常被视为难燃材料。

‌电子电器与交通运输‌
用于电线电缆护套、汽车内饰、轨道交通材料的阻燃测试，保障使用安全。

根据材料形态，常见试样类型包括：

‌Ⅰ型‌：80–150mm长，10mm宽，4mm厚，适用于模塑材料；

‌Ⅱ型‌：10mm长，用于泡沫材料；

‌Ⅲ型‌：<10.5mm厚，用于原厚片材；

‌Ⅳ型‌：70–150mm长，6.5mm宽，3mm厚，用于电器用模塑料。氧指数分级标准与安全意义

氧指数是判断材料燃烧难易程度的有效指标，通常按以下标准划分：

‌LOI < 22%‌：易燃材料，如普通聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）；

‌22% ≤ LOI ≤ 27%‌：可燃材料，如某些改性塑料；

‌LOI > 27%‌：难燃材料，如阻燃聚酯、聚酰胺；

‌LOI ≥ 32%‌：高效阻燃材料，常用于建筑、航空等领域。

例如，棉织物的LOI约为18%，属于易燃；而添加阻燃剂后的尼龙66可达28%以上，显著提升安全性。影响测试结果的关键因素

为保证测试准确性，需注意以下几点：

‌试样预处理‌
材料应在标准环境（温度23±2℃，湿度50±5%RH）下平衡24小时以上，消除静电与应力影响。

‌气体纯度与压力‌
氧气与氮气纯度应≥98%，钢瓶压力不低于0.2MPa，避免因气体不纯导致浓度偏差。

‌燃烧现象判定‌
除时间与长度外，还需观察是否产生熔滴、是否引燃下方脱脂棉，综合判断燃烧特性。

‌测试重复性‌
每组材料至少测试15根试样，未知LOI或燃烧不稳定者需测15–30根，取平均值以提高可靠性。

‌环境温湿度‌
实验应在温度10–35℃、湿度45%–75%的环境中进行，避免极端条件干扰。

一、适用材料类型

‌塑料‌：如阻燃聚丙烯（PP）、阻燃聚乙烯（PE）、阻燃聚酰胺（PA，尼龙）、阻燃聚碳酸酯（PC）、阻燃ABS及其合金材料等。

‌橡胶‌：如阻燃三元乙丙橡胶（EPDM）、阻燃硅橡胶、阻燃氯丁橡胶等。

‌纤维与纺织品‌：如阻燃涤纶、阻燃锦纶、阻燃棉织物及各类阻燃无纺布等。

‌泡沫材料‌：如阻燃聚氨酯（PU）泡沫、阻燃聚苯乙烯（PS）泡沫等。

‌薄膜与涂层‌：含有阻燃剂的各类涂覆材料和薄膜制品。

‌复合材料‌：由多种聚合物或与其它材料复合而成的阻燃制品。二、操作与测试

氧指数测定仪的操作需遵循标准流程，包括试样安装、气体调节、燃烧观察和数据记录等步骤。测试时，需将试样垂直固定于燃烧筒中，调节氧氮混合气体比例，观察试样燃烧情况，记录维持燃烧所需的氧浓度。

氧指数测定仪的操作其实不难，关键是要按步骤来，安全。我来给你梳理下核心流程：

一、准备工作

‌检查仪器‌：确保各部件完好，管路连接紧密，无漏气。

‌气源准备‌：氧气压力0.2-0.3MPa，氮气压力0.2-0.4MPa，通过减压阀缓慢调节。

‌试样安装‌：自撑材料尺寸120mm×6.5mm×3mm，薄膜/织物用U型夹，垂直固定于燃烧筒中心。二、操作步骤

‌开机校准‌：预热15分钟，进入校准界面，系统自动调整氧浓度至标准值（如99.5%）。

‌试样测试‌：输入目标氧浓度（如25%），启动后设备自动调节混合气体，观察燃烧时间。

‌数据记录‌：测试完成后记录氧指数结果及环境参数。三、安全注意事项

测试需在通风橱内进行，避免有毒气体危害。

操作人员不得离开试验现场。

配备灭火器材，试验结束关闭电源、气源。

氧指数测定仪的校准规范主要依据国家计量技术规范JJF，确保测量结果的准确性和可靠性。校准过程需在特定环境条件下进行，包括环境温度22.8℃、相对湿度60%RH，且周围无电磁干扰和机械振动。校准步骤包括：确保燃烧筒垂直，安装标准物质，调节气体混合器和流量，用混合气体冲洗燃烧筒30秒，采用顶面点燃法或扩散点燃法点燃标准物质，观察火焰及燃烧长度，调整不同氧浓度，根据氧指数计算公式确定被测标准物质的氧指数。校准后，氧指数为20%以下时，测量误差不超过±2%；氧指数为20%~35%时，测量误差不超过±4%；氧指数为35%以上时，测量误差不超过±5%。

氧指数测定仪常见故障及处理方法如下：一、测量数值无规则漂移

‌原因‌：样气压力、流量不稳；测量回路零位或量程电位器接触不良。

‌处理‌：设置稳压、稳流阀，确保进入分析仪的样品气压力、流量恒定；检测维护或更换电位器。二、测量数值不稳或反复摆动

‌原因‌：直流稳压电源性能不好，致使测量电桥工作电流不稳；氧气分析仪恒温性能不好，温度波动幅度太大；零位电位器失灵或接触不好。

‌处理‌：检修或更换稳压电源，提高稳压精度；检测维护或更换电位器。三、水雾和液滴造成热敏元件损坏

‌原因‌：检测器内有水雾或液滴；检测器进油性或黏性物质。

‌处理‌：仪器断电，干燥空气吹扫或清洗检测器；用洗涤液清洗、清洁，然后用干燥空气吹干。四、电极故障

‌原因‌：电极性损坏或暂时性损坏。

‌处理‌：更换新电极或自行修复可复生电极。五、温度故障

‌原因‌：加热器损坏；热电偶损坏；热电偶或加热器引线接触不良。

‌处理‌：测量加热器的电阻，正常为1100左右；测量热电偶电阻，正常约为2~800；检查引线接触情况。六、探头内积聚大量可燃物

‌原因‌：大量的可燃性气体聚集在传感器中。

‌处理‌：用试验空气长时间冲洗传感器，重新校准系统。

数显氧指数测定仪适用于塑料、橡胶、纤维、泡沫塑料、软片和薄膜及纺织等材料的燃烧性能测定

氧指数测试仪氧浓度精度能到多少

氧指数测试仪的氧浓度精度通常能达到±0.4%以内，部分高端型号甚至能达到±0.1%。

一、精度范围

‌基础精度‌：多数型号的测量精度在±0.4%左右。

‌高精度型号‌：北广精仪JF-5型，其测量精度可达0.1级。二、影响精度的因素

‌校准状态‌：定期校准是保证精度的关键，建议每6个月至1年校准一次。

‌环境因素‌：温度、湿度和气流稳定性都会影响测量结果。

1.采用进口氧传感器，数字显示氧气浓度无需计算，精度更高更准确，范围0— 100%  

2.数字分辨率：±0.1%

3.整机测量精度：0.2级

4.流量调节范围：0-10L/min（60-600L/h）

5.响应时间：＜5S  

6.石英玻璃筒：内径75㎜  高300mm

7.燃烧筒内气体流速：40mm±2mm/s   燃烧筒总高450mm

8.压力表精度2.5级，分辨率：0.01MPa

9.流量计：1-15L/min（60-900L/H）可调，精度2.5级

10.试验环境：环境温度：室温～40℃；， 相对湿度：≤70%；

11.输入压力：0.2-0.3MPa

12.工作压力：氮气0.05-0.15Mpa   氧气0.05-0.15Mpa氧气/氮气混合气体入口：包括稳压阀，流量调节阀，气体过滤器和混合室。

13.试样夹可用于软质和硬质塑料、纺织品、防火门等  

14.丙烷（丁烷）点火系统，火焰长度5mm-60mm可自由调节  

15.气体：工业用氮气、氧气，纯度＞99%；（用户自备）。

16.电源要求：AC220（+10% ）V、50HZ

氧指数 oxygen index

通入23℃±2℃的氧、氮混合气体时，刚好维持材料燃烧的小氧浓度，以体积分数表示。将一个试样垂直固定在向上流动的氧、氮混合气体的透明燃烧筒里，点燃试样顶端，并观察试样的燃烧特性，把试样连续燃烧时间或试样燃烧长度与给定的判据相比较，通过在不同氧浓度下的一系列试验，估算氧浓度的小值。

为了与规定的小氧指数值进行比较，试验三个试样，根据判据判定至少两个试样熄灭。

试验燃烧筒

由一个垂直固定在基座上，并可导人含氧混合气体的耐热玻璃筒组成（见图1和图2）。

优选的燃烧筒尺寸为高度(500±50)mm，内径(75～100)mm。

燃烧筒顶端具有限流孔，排出气体的流速至少为90mm/s。

注：直径40mm，高出燃烧筒至少10mm的收缩口可满足要求。

如能获得相同结果，有或无限流孔的其他尺寸燃烧筒也可使用。燃烧筒底部或支撑筒的基座上应安装使进入的混合气体分布均匀的装置。推荐使用含有易扩散并具有金属网的混合室。如果同类型多用途的其他装置能获得相同结果也可使用。应在低于试样夹持器水平面上安装一个多孔隔网，以防止下落的燃烧碎片堵塞气体人口和扩散通道。

燃烧筒的支座应安有调平装置或水平指示器，以使燃烧筒和安装在其中的试样垂直对中。为便于对燃烧筒中的火焰进行观察，可提供深色背景。

试样夹

用于燃烧筒垂直支撑试样。

对于自撑材料，夹持处离开判断试样可能燃烧到的近点至少15mm。对于薄膜和薄片，使用如图2所示框架，由两垂直边框支撑试样，离边框顶端20mm和100mm处划标线。

夹具和支撑边框应平滑，以使上升气流受到的干扰小。

气源

可采用纯度（质量分数）不低于98%的氧气和/或氮气，和/或清洁的空气[含氧气20.9%（体积分数）]作为气源。

除非试验结果对混合气体中较高的含湿量不敏感，否则进入燃烧筒混合气体的含湿量应小于0.1%（质量分数）。如果所供气体的含湿量不符合要求，则气体供应系统应配有干燥设备，或配有含湿量的检测和取样装置。

气体供应管路的连接应使混合气体在进入燃烧筒基座的配气装置前充分混合，以使燃烧筒内处于试样水平面以下的上升混合气的氧浓度的变化小于0.2%（体积分数）。

注：氧气和氮气瓶中的含湿量（质量分数）不一定小于0.1%。纯度（质量分数）≥98%的商业瓶装气的含湿量（质量分数）是0.003%～0.01%，但这样的瓶装气减压到大约1MPa时，气体含湿量可升到0.1%以上。

1——气体预混点；    5——精密压力调节器；

2——截止阀；     6——过滤器；

3——接口；      7——针形阀；

4——压力表；     8——气体流量计。

氧指数测试仪（氧指数仪）图1  氧指数设备示意图

注：试样牢固地夹在不锈钢制造的两个垂直向上的叉子之间。

氧指数测试仪（氧指数仪）图2  非自试样的支撑框架

气体测量和控制装置

适于测量进入燃烧筒内混合气体的氧浓度（体积分数），准确至±0.5%。当在23℃±2℃通过燃烧筒的气流为40mm/s±2mm/s时，调节浓度的精度为±0.1%。

应提供检测方法，确保进入燃烧筒内混合气体的温度为23℃±2℃。如有内部探头，则该探头的位置与外形设计应使燃烧筒内的扰动小。

注：较适宜的测量系统或控制系统包括下列部件：

a）在各个供气管路和混合气管路上的针形阀，能连续取样的顺磁氧分析仪（或等效的分析仪）和一个能指示通过燃烧筒内气流流速在要求的范围内的流量计；

b）在各个供气管路上经校准的接口、气体压力调节器和压力；

c）在各个供气管路上针形阀和经校准的流量计。

系统b）和c）组装后应经过校准，以确保组合部件的合成误差不超过5.4的要求。

点火器

由一根末端直径为2mm±1mm能插入燃烧筒并喷出火焰点燃试样的管子构成。

火焰的燃料应为未混有空气的丙烷。当管子垂直插入时，应调节燃料供应量以使火焰从出口垂直向下喷射16mm±4mm。

计时器

测量时间可达5min，准确度±0.5s。

排烟系统

有通风和排风设施，能排除燃烧筒内的烟尘或灰粒，但不能干扰燃烧筒内气体流速和温度。

注：如果试验发烟材料，必须清洁玻璃燃烧筒，以确保良好的可视性。对于气体入口、入口隔网和温度传感器也必须清洁，以使其功能良好。应采取适当的防护措施，以免人员在试验或清洁操作中受毒性材料伤害或遭灼伤。

制备薄膜卷筒的工具

由一根直径为2mm一端带有一个狭缝的不锈钢杆构成

氧指数测试仪（氧指数仪） 薄膜试样制备工具

为了符合本方法的要求，应定期按照附录A的规定对设备进行校准，再次校准和使用之间的大时间间隔应符合表1的规定。

表1  设备校准周期

取样应按材料标准进行取样，所取的样品至少能制备15根试样。也可按GB/T 2828.1—2003或ISO 2859-2：1985进行。

注：对已知氧指数在±2以内波动的材料，需15根试样。对于未知氧指数的材料，或显示不稳定燃烧特性的材料，需15根～30根试样。

试样尺寸和制备

依照适宜的材料标准（见注1）或注2规定的步骤制备试样，模塑和切割试样适宜的样条形状在表2中给出。

表2  试样尺寸