聚合物全自動(dòng)氧指數(shù)測(cè)定儀的計(jì)算公式
塑料的極限氧指數(shù)(LOI)定義為在規(guī)定的條件下,試樣在氮、氧混合氣體中,維持平衡燃燒的低氧濃度(體積百分含量)。LOI測(cè)定是由美國(guó)人1966年提出,并在1970年制訂了地一個(gè)LOI測(cè)定標(biāo)準(zhǔn),即ASTMD2863-1970。其后許多國(guó)家都制定了相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。如日本的HSK7201-1976、英國(guó)的BS2782.1/141-1978、前蘇聯(lián)的TOCT21793-76、標(biāo)準(zhǔn)化組織的ISO4589-1984及ISO4589-1981、電工委員會(huì)的IEC1144-1992、中國(guó)的GB2406-80及GB/T2406-93等。GB/T2406-93參照ISO4589-1984的技術(shù)條件,適用于均質(zhì)固體材料、層壓材料、泡沫材料、軟片和薄膜材料等。
聚合物的氧指數(shù)與其燃燒時(shí)的成炭率、比燃燒焓及元素組成等因素有關(guān),可按下述諸術(shù)計(jì)算:
1.按成炭率計(jì)算
1974年P(guān).W.Wan Krevelen在大量試驗(yàn)基礎(chǔ)上,提出了不含鹵高聚物L(fēng)OI與成炭率的下述線性關(guān)系:
LOI=(17.5+0.4CR)/100
式中CR——高聚物加熱至85℃時(shí)的成炭率(%)
高聚物的CR值具有基團(tuán)加和性,是分子中各基團(tuán)對(duì)成炭率貢獻(xiàn)的總和,如下式所示:
CR= (CFT)i×1200/M
式中M——高聚物結(jié)構(gòu)單元的摩爾質(zhì)量(g/mol)
CFT——每摩爾結(jié)構(gòu)單元的成炭量與碳的摩爾質(zhì)量(12g/mol)之比,即每摩爾結(jié)構(gòu)單元的成炭量中所含碳物質(zhì)的量
高聚物中的不同基團(tuán)的CFT值可在專門的手冊(cè)中查得。
2.按比燃燒焓計(jì)算
很多高聚物的燃燒焓、氧化焓及起始分解溫度與它們的LOI間存在一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系,特別是一些高
聚物的LOI的倒數(shù)與它們的燃燒焓/氧化焓比值之間具有較好的線性關(guān)系。LOI可按下式計(jì)算:
LOI=-8×103/△ghb=-8×103M/△mHb(1式)
式中△ghb——高聚物比燃燒焓(J/g)
△mHb——高聚物結(jié)構(gòu)單元的摩爾燃燒焓(J/mol)
M——高聚物結(jié)構(gòu)單元的摩爾質(zhì)量(g/mol)
但上式對(duì)C/O或C/N物質(zhì)的量之比小于6的高聚物不適用
△mHb可根據(jù)燃燒產(chǎn)物(CO2和H2O)的生成焓及被燃燒高聚物的生成焓求的,也可根據(jù)高聚物
燃燒需氧量按下式計(jì)算。
△mHb=-4.35×105mo(2式)
式中mo——高聚物結(jié)構(gòu)單元燃燒需氧量(mol/mol)
合并1式和2式得:LOI=1.84×10-2M/m
注:△ghb值越?。慈紵龝r(shí)放出的熱量越大)或mo值越大的高聚物,其LOI值越低。摘自:北京鑫生卓銳科技有限公司技術(shù)服務(wù)部 聚合物全自動(dòng)氧指數(shù)測(cè)定儀的計(jì)算公式