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極限氧指數

極限氧指數(英語:Limiting oxygen indexLOI),或極限氧濃度[1]LOI值;亦有稱最小氧濃度[2](英語:Limiting Oxygen ConcentrationLOC),是能夠支持聚合物燃燒氧氣的最小濃度,其以氧氣的體積百分比表示[3]。其數值是通過在燃燒中的試樣所處的空間中,調整氧氣和氮氣的混合物比例,並不斷降低氧氣水平直至達到臨界水平來測量[4][5]用於表徵用小蠟燭狀擴散火焰點燃的材料的可燃性趨勢。

不同塑料的極限氧指數值是通過標準化測試確定的;例如,ISO 4589和ASTM D2863[6][3]。極限氧指數大於大氣中的氧氣濃度,是阻燃材料的標準之一[4]。而指數大於大氣中氧氣濃度(21%)的材料,亦可稱為阻燃材料[7];但通常為保證安全,會使用27%作為標準[8]

極限氧濃度還取決於樣品的周圍溫度。隨著周圍溫度的升高,燃燒所需的氧氣百分比會逐漸降低。在環境溫度和高溫下測試塑料和電纜材料的極限氧濃度[1],可以了解在實際火災條件下的氧氣需求,以及蠟燭狀擴散火焰點燃的材料的可燃性趨勢[9]

極限氧指數隨著壓力、溫度,以及加入的惰性(可燃性及助燃性)氣體的種類所影響[2]

計算方法

其計算方法爲「爆炸下限乘以氧氣摩爾數」。用算式表達爲[2]

極限氧指數(%)  爆炸下限(%) 氧氣摩爾數(mol)

亦可以表示為[10]

 

意義

材料LOI值超過21%,說明該材料具有耐燃性能,其LOI值越高表示其耐燃性能越好[11]。極限氧指數表示物質燃燒的難易程度,其值愈高表示愈難燃。而極限氧指數達27%以上,則表示難燃。[8]

測試

方法

在ISO 4589或ASTM D 2863-70的標準條件下進行的極限氧指數測試,需要將尺寸為80×10×4mm的樣品垂直放置在玻璃煙櫥的中心位置[9]。測試包括在含有不同氧濃度的環境中對樣品進行火焰點火,而後找到樣品燭式火焰燃燒的極限氧濃度[3],以及小蠟燭狀擴散火焰點燃的材料的可燃性趨勢[9]

意義

聚合物材料的LOI值越高,其火焰提供的熱通量越低,並且耐燃性越高。LOI測試易於實施,並有較高的重複性。但是,由於測試通常在室溫下進行,所以不能再現真實火災的環境。因此,測試主要用於比較聚合物復合材料的相對可燃性及等級。[3][10]

材料的極限氧指數

各類氣體或蒸氣

測試氣體或蒸氣 氣體或蒸氣

的結構簡式

加入氮氣 

的極限氧濃度

加入二氧化碳 

的極限氧濃度

氫氣   5 5.2
甲烷   12 14.5
乙烷   11 13.5
丙烷   11.5 14.5
正丁烷   12 14.5
異丁烷   12 15

聚合物或複合物料

測試物質 加入氮氣( 

的極限氧濃度

PMMA

(俗稱有機玻璃)

17.3
聚乙烯 17.4
聚丙烯 17.4
聚苯乙烯 17.8
膠合板 23.0
尼龍66 24-29
聚碳酸酯 25-44
滌綸(GRP) 21-43
酚醛 26-64
PVC(未增塑) 45-49
PTFE 95
純木材 20.5-24.6

其他條目

參考文獻

  1. ^ 1.0 1.1 丁寶明. (PDF). 捷運技術半年刊: 95. [2019-01-11]. (原始内容 (PDF)存档于2019-01-11). 
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 盧守謙; 陳永隆. 防火防爆. 五南圖書出版股份有限公司. 2017-02-16 [2019-01-20]. ISBN 9789571190402. (原始内容于2019-01-20) (中文). 
  3. ^ 3.0 3.1 3.2 3.3 Oxygen Index - an overview - ScienceDirect Topics. www.sciencedirect.com. [2019-01-22]. (原始内容于2021-01-16). 
  4. ^ 4.0 4.1 中国纺织总会标准化研究所. 纺织品燃烧性能试验氧指数法. 1985 [2019-01-11]. 3·4 极限氧指数:在规定的试验条件下,氧氮混合物中材料刚好保持燃烧状态所需要的最低氧浓度。 
  5. ^ Principles of Engineering Organization, 2nd edition. 1994-02-09. doi:10.1680/poeo2e.16569. 
  6. ^ Test Method for Measuring the Minimum Oxygen Concentration to Support Candle-Like Combustion of Plastics (Oxygen Index). ASTM International. 
  7. ^ . www.ias.ac.in. [2019-01-11]. (原始内容存档于2019-01-11). 
  8. ^ 8.0 8.1 標準檢驗局. . 標準檢驗局. 2011-05-13 [2019-01-22]. (原始内容存档于2019-01-23). 
  9. ^ 9.0 9.1 9.2 Zhang, Junhua; Delichatsios, M. M.; M, Suzanne. Prediction of the Limiting Oxygen Index Using Simple Flame Extinction Theory and Material Properties Obtained from Bench Scale Measurements. Fire Safety Science. 2011, 10: 375–387 [2019-01-22]. (原始内容于2018-06-02) (英语). 
  10. ^ 10.0 10.1 University of Central Lancashire. OXYGEN INDEX (PDF). BS 2782:141 & ISO 4589-2. [2019-01-22]. (原始内容 (PDF)于2019-01-22). 
  11. ^ 張銘坤&林佳穎&林學昌. 乙烯醋酸乙烯酯/蒙脫土奈米複合材料熱穩定性及耐燃性質之研究 (PDF). 燃燒季刊. [2019-01-11]. (原始内容 (PDF)于2019-01-11). 

極限氧指數, 英語, limiting, oxygen, index, 或極限氧濃度, loi值, 亦有稱最小氧濃度, 英語, limiting, oxygen, concentration, 是能夠支持聚合物燃燒的氧氣的最小濃度, 其以氧氣的體積百分比表示, 其數值是通過在燃燒中的試樣所處的空間中, 調整氧氣和氮氣的混合物比例, 並不斷降低氧氣水平直至達到臨界水平來測量, 用於表徵用小蠟燭狀擴散火焰點燃的材料的可燃性趨勢, 不同塑料的值是通過標準化測試確定的, 例如, 4589和astm, d2863, 大於大氣. 極限氧指數 英語 Limiting oxygen index LOI 或極限氧濃度 1 LOI值 亦有稱最小氧濃度 2 英語 Limiting Oxygen Concentration LOC 是能夠支持聚合物燃燒的氧氣的最小濃度 其以氧氣的體積百分比表示 3 其數值是通過在燃燒中的試樣所處的空間中 調整氧氣和氮氣的混合物比例 並不斷降低氧氣水平直至達到臨界水平來測量 4 5 用於表徵用小蠟燭狀擴散火焰點燃的材料的可燃性趨勢 不同塑料的極限氧指數值是通過標準化測試確定的 例如 ISO 4589和ASTM D2863 6 3 極限氧指數大於大氣中的氧氣濃度 是阻燃材料的標準之一 4 而指數大於大氣中氧氣濃度 21 的材料 亦可稱為阻燃材料 7 但通常為保證安全 會使用27 作為標準 8 極限氧濃度還取決於樣品的周圍溫度 隨著周圍溫度的升高 燃燒所需的氧氣百分比會逐漸降低 在環境溫度和高溫下測試塑料和電纜材料的極限氧濃度 1 可以了解在實際火災條件下的氧氣需求 以及蠟燭狀擴散火焰點燃的材料的可燃性趨勢 9 極限氧指數隨著壓力 溫度 以及加入的惰性 可燃性及助燃性 氣體的種類所影響 2 目录 1 計算方法 2 意義 3 測試 3 1 方法 3 2 意義 4 材料的極限氧指數 4 1 各類氣體或蒸氣 4 2 聚合物或複合物料 5 其他條目 6 參考文獻計算方法 编辑其計算方法爲 爆炸下限乘以氧氣摩爾數 用算式表達爲 2 極限氧指數 displaystyle 爆炸下限 displaystyle times 氧氣摩爾數 mol 亦可以表示為 10 n 100 O 2 O 2 N 2 displaystyle n 100 times O 2 over O 2 N 2 times 意義 编辑材料LOI值超過21 說明該材料具有耐燃性能 其LOI值越高表示其耐燃性能越好 11 極限氧指數表示物質燃燒的難易程度 其值愈高表示愈難燃 而極限氧指數達27 以上 則表示難燃 8 測試 编辑方法 编辑 在ISO 4589或ASTM D 2863 70的標準條件下進行的極限氧指數測試 需要將尺寸為80 10 4mm的樣品垂直放置在玻璃煙櫥的中心位置 9 測試包括在含有不同氧濃度的環境中對樣品進行火焰點火 而後找到樣品燭式火焰燃燒的極限氧濃度 3 以及小蠟燭狀擴散火焰點燃的材料的可燃性趨勢 9 意義 编辑 聚合物材料的LOI值越高 其火焰提供的熱通量越低 並且耐燃性越高 LOI測試易於實施 並有較高的重複性 但是 由於測試通常在室溫下進行 所以不能再現真實火災的環境 因此 測試主要用於比較聚合物和復合材料的相對可燃性及等級 3 10 材料的極限氧指數 编辑各類氣體或蒸氣 编辑 測試氣體或蒸氣 氣體或蒸氣 的結構簡式 加入氮氣 N 2 displaystyle ce N2 的極限氧濃度 加入二氧化碳 CO 2 displaystyle ce CO2 的極限氧濃度氫氣 H 2 displaystyle ce H2 5 5 2甲烷 CH 4 displaystyle ce CH4 12 14 5乙烷 CH 3 CH 3 displaystyle ce CH3CH3 11 13 5丙烷 CH 3 CH 2 CH 3 displaystyle ce CH3CH2CH3 11 5 14 5正丁烷 CH 3 CH 2 CH 2 CH 3 displaystyle ce CH3CH2CH2CH3 12 14 5異丁烷 CH 3 CH CH 3 2 displaystyle ce CH3CH CH3 2 12 15聚合物或複合物料 编辑 測試物質 加入氮氣 N 2 displaystyle ce N2 的極限氧濃度PMMA 俗稱有機玻璃 17 3聚乙烯 17 4聚丙烯 17 4聚苯乙烯 17 8膠合板 23 0尼龍66 24 29聚碳酸酯 25 44滌綸 GRP 21 43酚醛 26 64PVC 未增塑 45 49PTFE 95純木材 20 5 24 6其他條目 编辑防火材料 防火參考文獻 编辑 1 0 1 1 丁寶明 淺談低煙無毒電纜 PDF 捷運技術半年刊 95 2019 01 11 原始内容 PDF 存档于2019 01 11 2 0 2 1 2 2 盧守謙 陳永隆 防火防爆 五南圖書出版股份有限公司 2017 02 16 2019 01 20 ISBN 9789571190402 原始内容存档于2019 01 20 中文 3 0 3 1 3 2 3 3 Oxygen Index an overview ScienceDirect Topics www sciencedirect com 2019 01 22 原始内容存档于2021 01 16 4 0 4 1 中国纺织总会标准化研究所 纺织品燃烧性能试验氧指数法 1985 2019 01 11 3 4 极限氧指数 在规定的试验条件下 氧氮混合物中材料刚好保持燃烧状态所需要的最低氧浓度 Principles of Engineering Organization 2nd edition 1994 02 09 doi 10 1680 poeo2e 16569 Test Method for Measuring the Minimum Oxygen Concentration to Support Candle Like Combustion of Plastics Oxygen Index ASTM International Fire retardant materials www ias ac in 2019 01 11 原始内容存档于2019 01 11 8 0 8 1 標準檢驗局 第六組常見的問題與回答 標準檢驗局 2011 05 13 2019 01 22 原始内容存档于2019 01 23 9 0 9 1 9 2 Zhang Junhua Delichatsios M M M Suzanne Prediction of the Limiting Oxygen Index Using Simple Flame Extinction Theory and Material Properties Obtained from Bench Scale Measurements Fire Safety Science 2011 10 375 387 2019 01 22 原始内容存档于2018 06 02 英语 10 0 10 1 University of Central Lancashire OXYGEN INDEX PDF BS 2782 141 amp ISO 4589 2 2019 01 22 原始内容存档 PDF 于2019 01 22 張銘坤 amp 林佳穎 amp 林學昌 乙烯醋酸乙烯酯 蒙脫土奈米複合材料熱穩定性及耐燃性質之研究 PDF 燃燒季刊 2019 01 11 原始内容存档 PDF 于2019 01 11 取自 https zh wikipedia org w index php title 極限氧指數 amp oldid 69442771, 维基百科,wiki,书籍,书籍,图书馆,

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