材料的氧指数与阻燃性之间的关系

氧指数与阻燃性之间的关系

在塑料加工行业，经常会被要求产品具备阻燃性，也经常会被科普某个材料的氧指数有多高。

那么，什么是材料的氧指数，什么是材料的阻燃性，二者之间究竟是什么关系？

1、氧指数

氧指数（OI）是指在规定的条件下，材料在氧氮混合气流中进行有焰燃烧所需的最低氧浓度。以氧所占的体积百分数的数值来表示。

如何知道材料的氧指数呢？

不同国家不同材料，有多种氧指数的测试方法。比如ASTM D2863-2017、GB/T 2406.2-2009、GB/T 8924-2005都是用于(某类)塑料；比如GB/T 5454-1997是针对纺织品；FZ/T 50016-2011和FZ/T 50017-2011则是针对纤维。

艾卡新材实验室配备塑料用氧指数测试设备，可免费为您测试材料的氧指数。

2、阻燃性

而阻燃性则是指材料阻止延续燃烧的程度，阻燃性并不是指材料完全不会被火烧着(当然有些材料完全不会被火点燃)。

评价阻燃性方法很多，如上述描述的氧指数测定法，如水平或垂直燃烧试验法等。

对于阻燃性的等级描述，根据不同材料、不同组织会有不同的评判标准，根据燃烧速度、燃烧时间、抗滴能力以及熔滴是否燃烧可有多种评判方法，等级描述自然也会有不同的。此外，有些标准还是评估燃烧时产生的烟雾的状况，火焰的高度，临界热辐射的通量等。

常见的标准有，评价建筑材料的美国的ASTM E84、欧盟的EN 13501和我国的GB8624，评价电线电缆的IEC 60332。

塑料加工业比较常见的是评价塑料制品的UL 94标准。UL94阻燃等级由HB，V-2，V-1，V-0逐级递增，阻燃等级增高。

艾卡新材实验室配备UL94测试设备，可免费为您测试材料的阻燃等级。

3、“氧指数”和“阻燃性”之间的关系

针对“氧指数”和“阻燃性”之间的关系，一般认为，材料氧指数越高，着火需要氧气浓度越高，就越不易被点燃。相反，材料氧指数低，在低氧气浓度下很容易达到着火点，也就很容易被点燃。

我们都知道，空气中氧气的含量约21%。所以我们一般把材料的氧指数小于21者归属为易燃材料；22~25的时候，材料会具有自熄灭性；那么，氧指数在26以上的材料，通常都具有一定阻燃性。

一般来说，氧指数越高，阻燃效果越好，但也不是绝对的。

一般的材料能把氧指数提高到30以上可以做到1.6mm得V0，但靠热熔阻燃的情况除外。

为此，很多实验室做了大量的实验，发现氧指数和UL94阻燃等级之间不能简单地被描述为某种正相关。有时候，不同的聚合物材料UL94等级与氧指数之间是并没有规律可循的。

所以，氧指数与阻燃等级之间不存在必然的正相关，它们只是两种不同的判断材料阻燃性能的方法。

我们也不能简单地得出所有材料，“UL94－V0级、V1级、V2级就相当于氧指数的多少”这种说法。

有的材料氧指数36了，UL94测试达不到任何等级；而有的材料UL-94V0级，氧指数也不见的就非常非常高。

从实验过程来看，氧指数的测试火焰是从上往下蔓延的，而垂直燃烧则是从下往上蔓延的。

此外，有些材料的阻燃原理是靠热熔滴落带走热量实现的，靠滴落带走热量进行阻燃的产品氧指数一般会比较低。

根据实际生活中火灾出现的情形看，UL-94垂直燃烧实验更加能模拟出火灾现场的状况，得出的结果比氧指数可信度要高。这也就是为什么实际生活中，很多产品会用UL94作为阻燃认证的标准的一个原因。

对于PP产品来说，通常V2的阻燃产品，氧指数均在26左右，是依靠热熔滴落带走热量实现阻燃性。而PP做到V0等级的时候，氧指数都在30以上，甚至达到32以上。其实现阻燃的原理则与V2完全不同，V0产品燃烧时，完全不滴落，其是通过材料膨胀隔绝氧气实现阻燃性。当然，V0的阻燃体系也有多种，有些V0阻燃产品会出现黄变、异物粘住螺杆或模具、加工温度区间很窄等问题点。艾卡新材的PP用V0阻燃剂，不黄变，加工温度区间宽泛，不会粘模具或螺杆，更适合注塑挤出工艺使用。

结论

综上，氧指数检测与UL94阻燃等级检测，只是常用、简易的初步评估材料的阻燃性测试方法。

不充分考虑材料的种类，以及使用场合等，两者之间不存在必然的正相关关系。