TA的每日心情 | 无聊 2016-9-23 15:37 |
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签到天数: 2 天 [LV.1]初来乍到
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7 N& r$ {: C8 z- s2 P, {0 q 塑料的极限氧指数(LOI)定义为在规定的条件下,试样在氮、氧混合气体中,维持平衡燃烧的最低氧浓度(体积百分含量)。
a6 V1 l9 _/ [7 e
$ D7 \, x( n. l$ @) | LOI 测定是由美国人 1966 年提出,并在 1970 年制订了第一个 LOI 测定标准,即ASTMD2863-1970。其后许多国家都制定了相关的标准。如日本的 HSK7201-1976、英国的BS2782.1/141-1978 、 前苏联的 TOCT21793-76 、 国 际 标 准 化 组 织 的 ISO4589-1984 及ISO4589-1981、国际电工委员会的IEC1144-1992、中国的 GB2406-80 及 GB/T2406-93 等。GB/T2406-93 参照 ISO4589-1984 的技术条件,适用于均质固体材料、层压材料、泡沫材料、软片和薄膜材料等。6 Y! z7 Z& R b! t
! W5 |! L8 b4 {2 x1 O- u 聚合物的氧指数与其燃烧时的成炭率、比燃烧焓及元素组成等因素有关,可按下述诸术计算:( n- v# K! {0 {! V1 c3 f5 v
2 D* X7 v5 ~ c* ^ 1. 按成炭率计算
! {1 F q( f, s6 l- t. n
3 h P1 R, Z! i- N- ^$ m 1974 年 P.W.Wan Krevelen 在大量试验基础上,提出了不含卤高聚物 LOI 与成炭率的下述线性关系: LOI=(17.5+0.4CR)/1006 t' F) F/ v4 _4 Z( w: j) y
5 `4 Y) D( W5 v3 f; Z3 v
式中 CR——高聚物加热至 85℃时的成炭率(%): n0 P6 ^" P: Q9 Q+ z# u& Q
' r' T* x& e& k/ G7 `. | n4 a 高聚物的 CR 值具有基团加和性,是分子中各基团对成炭率贡献的总和,如下式所示:$ t- Y6 ^# C* }6 i" f4 k* |
% u9 s% ?/ I3 |2 x0 d; w4 R- L$ b
CR=λ∑(CFT)i×1200/M4 v- q8 Z' \ X( \6 d
* V8 a1 c. d' J% Z3 m9 \ 式中 M——高聚物结构单元的摩尔质量(g/mol)
$ N' ?# V: s) ]
4 c1 V" L: g3 P' c CFT——每摩尔结构单元的成炭量与碳的摩尔质量(12g/mol)之比,即每摩尔结构单元的成炭量中所含碳物质的量7 n5 [! V, A, Z4 Y8 h8 R; B7 o
9 T7 Z& p& ?, k9 w, Q
高聚物中的不同基团的 CFT 值可在专门的手册中查得。
' Y# n# P% m7 R/ Q' e$ O& y& f2 T2 Q! z* l1 a$ }4 V
2.按比燃烧焓计算0 o4 H( n. g0 }4 _$ a, O
: a% W9 R, Q6 A# K1 [& f& b/ j
很多高聚物的燃烧焓、氧化焓及起始分解温度与它们的 LOI 间存在一定的对应关系,特别是一些高聚物的 LOI 的倒数与它们的燃烧焓/氧化焓比值之间具有较好的线性关系。LOI 可按下式计算:6 M: i0 M* Q. X+ d% k& @
0 b) _7 K! o' m7 V: e$ D
LOI=-8×103/△ghb=-8×103M/△mHb(1 式), n8 A- I, ^; d$ ^" E: V# C8 c
- O% y2 R9 s, B( `& \, U
式中△ghb——高聚物比燃烧焓(J/g)6 i9 Z: ~9 b/ u8 x
( g3 r" ]" k, z5 M1 p- D% h/ y
△mHb——高聚物结构单元的摩尔燃烧焓(J/mol)$ r6 D* A% S( S$ O/ }2 z- n' z: L
: E3 G$ Z5 r% [, L) H) x7 m M——高聚物结构单元的摩尔质量(g/mol)
; i8 _1 W* q `" i# s6 a( \: c v$ [% t7 [; x; \
但上式对 C/O 或 C/N 物质的量之比小于 6 的高聚物不适用6 T+ H) M8 b$ J7 r
+ A6 q2 P: X4 f! U3 b △mHb可根据完全燃烧产物(CO2和 H2O)的生成焓及被燃烧高聚物的生成焓求的,也可根据高聚物完全燃烧需氧量按下式计算。
- h3 q+ r& n1 h; n- P* x0 A7 ^' T4 c; Z' G
△mHb=-4.35×105mo(2 式)7 D7 `$ D5 J7 ?& A
0 I; k' @( v) C' @ R; f, \. H
式中 mo——高聚物结构单元完全燃烧需氧量(mol/mol)
* l4 a2 A4 H6 e5 ], H1 L2 T. f4 x4 H0 ?. c7 D" u' h* J0 P
合并 1 式和 2 式得:LOI=1.84×10-2M/m( `& l3 V, g f1 ]; i8 }& l
# O, z4 {- W9 J4 n8 y 注:△ghb值越小(即燃烧时放出的热量越大)或 mo值越大的高聚物,其 LOI 值越低。; T- i, V9 H/ {6 s
" ^$ z/ f7 H2 i
3.按元素组成计算5 j9 G, l9 c g1 e/ N
: B9 Q1 I* u" m- O* Z7 v 一般说来,高聚物中的氧含量降低和卤素含量增高,可提高材料的 LOI。
3 x: L( V" V7 Q6 p( O7 p+ o n! i1 L6 _- e" q% F
高聚物中起重要作用的还是组成中各元素的相对含量。如 H/C、F/C、Cl/C 等的物质的量比,较小的 H/C 值和较大的 F/C 和 Cl/C 值(即按小的 CP 值),可赋予物质较大的 LOI。- q" u# C0 I# U0 F" c1 ^5 o" p
+ s& {6 q, {+ [: s
对大多数高聚物来说,可用下式计算其 LOI 值:+ C( R; J/ U! _6 E4 j! t
$ v4 c. p# j1 }9 A, t: Z; o; }
CP≥1 时,LOI≈0.175、CP≤1 时,LOI≈0.60~0.4253 ]0 m; J- S7 W7 x, P! N
. W M/ f& v# w. L' j CP 值可按下式计算:
; k$ G, x" [# m, ]/ `) X# D: w
更多资料) ~& X5 B; H8 A8 `4 w
9 Q4 ]/ O, O7 C, c% g- d& _" z4 Q2 g |
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