平行反应量热仪(系统)omnical量热仪热量计

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1、平行反应量热仪(系统)Omnical量热仪热量计聚合物锥形量热法的测试操作与分析于健橡塑材料与工程教育部重点实验室山东青岛266042青岛科技大学青岛266042摘要：聚合物应用锥形量热法测试其阻燃性能,目前一种必不可少的手段和理论依据。特别是在高分子材料的阻燃研究中，实用价值己越来越多地体现岀来。了解锥形量热仪的结构，应用锥形量热法测试聚合物材料的热释放速率、质量损失速率、有效燃烧热、点燃时间、燃烧时间以及比消光面积、生烟速率等参数。对这些测试数据进行对比分析，从而确定材料的阻燃性能。本文综述了锥形量热仪的结构原理

2、、测试操作方法和测试数据的图形分析。关键词：锥形量热仪、聚合物、燃烧测试、热释放速率、数据曲线应用锥形量热仪测试聚合物的阻燃性能是一种先进的测试技术。锥形量热仪对于燃烧中的聚合物材料具有多项测试功能。如热释放速率(Heatreleaserate；HRR)>质量损失速率(MasslossRates；MLR)、有效燃烧热(EffectiveHeatofCombustion；EHC)、点燃时间参数(TimetoIgnition)等，还有烟的数据参数，如:比消光面积(SpecificExtinctionArea；SEA)>生

3、烟速率(SmokeProductionRate；SPR)^总生烟量(TotalSmokeProduction；TPS)、烟释放速率(RateofSmokeRelease；RSR)等。这些参数在火灾安全工程与设计、材料阻燃性能研究、评价等方面应用广泛，非常重要。一、结构概述锥形量热仪是典型的机电一体化组合设备，其外形结构简单、紧凑,但是功能原理、控制原理和操作要求却极其严格，是多种行业知识的综合应用。见图（1）所示。图⑴标准型锥形量热仪简图1■仪器箱体2■圆柱状过滤器3■气体流量计4■调速装置5■变速电动机6■鼓风机7

4、■排烟管8■测压端口9■测温热电偶10■样品气取样环11-烟尘过虑管12—按钮开关控制面板13—吸烟管道14—引风罩25—防护罩16—激光测烟系统17—样品气过滤系统18—温度控制调节器19—锥形电加热器20—样品燃烧盒21—称重传感器22—远程控制手柄23—氧气分析仪24—气体流速控制板25—制冷装置26—隔热板转动手柄27—甲烷燃烧器28—电子脉冲点火器29—真空泵由图示可知，锥形量热仪的结构及原理涉及到机械、化工、通风、制冷、仪表、电气控制、流体力学、热力学、激光原理、计算机原理、计量检测等方面的知识，涵盖面较

5、广，是非常典型的高新技术综合应用的精密测试仪器。需要对这些方面的知识有所了解，才能对仪器的操作管理、实验测试过程具有较好的把握和运用。二、测试要点1、工作原理锥形量热仪的主要工作原理是：“耗氧原理”；当样品件在19锥形电加热器的热辐射下燃烧时，火焰就会消耗掉空气屮一定浓度的的氧气，并释放出一定的燃烧热值。通过大量的实验测试和计算研究认为“绝大多数所测材料的耗氧燃烧热值接近13.1MJ/kg这一平均值，偏差大约为5%⑴”。锥形量热法就是基于此点，根据材料在燃烧时，消耗氧的量计算、测量在燃烧过程中的热释放速率、质量损失速

6、率等参数，用以分析判断材料的燃烧性能。2、测试条件2.1样品件的准备锥形量热法测试的样品件，应该是外形完整，料质均匀、尺寸为100X100mm的正方形，厚度在3〜20mm之间选择，常用的厚度为4mm和lOmmo2）所示。影响到采集数据的真实性和质量损失等，造成实验结果的不准确。样品燃烧盒内的衬垫层也很重要，其主要是起到隔热和调节样品件放置高度的作用。垫衬层与测试样品叠放后的高度，应为盒盖顶部内侧下表面相同。否则就应该调整垫衬层的高度。2.3过滤材料锥形量热法在燃烧测试时，过滤器的材料对样品气的釆集质量和数据准确性非常

7、重耍，直接影响到实验结果的成功与失败。因此，对于过滤材料的质量选择和及时更换要有足够重视，尤其是在样品件燃烧测试前，必须充分地准备好。防止在测试过程由于出现过滤效果不好，气流不畅，管路堵塞现象，而导致的测试失败。2.3.1圆柱状过滤器；三只圆柱状过滤器，中间玻璃管内的过滤材料为粉红色的钠石灰。用来过滤掉样品气中的CO、CO2o当粉红色变得发口时，就应该及时更换。两边玻璃管内的过滤材料为变色硅胶，正常情况下呈蓝色，用来过滤掉样甜气中的H02。当玻璃管内变色硅胶的颜色大部分（约60%）变白时，就不能再用了，应该重新更换。

8、2.3.2样品气过滤系统由真空泵抽岀的样品气，在进入氧分析仪之前必须进行过滤，去除璋样品气中的烟尘杂质。过滤分为两处；第一处，过滤器的材料是一白色圆筒形滤芯，安装在透明的圆形透明罩内。第二处，过滤器的材料是一外部封塑的白色滤纸，封塑外壳的两端面中间各伸出一接头，与通气气管相连接。测试前，要先检查一下两处过滤芯的情况。如果发现第二处过滤器的进气端