建材检测

极限氧指数（LOI）是评价织物阻燃性能的核心指标，指材料在氮氧混合气体中维持燃烧所需的最低氧气浓度（体积分数）。在商场、酒店、地铁等公共场所，阻燃织物的LOI值直接决定火灾发生时的燃烧蔓延速度与人员逃生窗口，因此准确的LOI测试是确保织物符合GB 50222-2017等防火规范的关键环节。本文将系统拆解公共场所阻燃织物LOI测试的方法逻辑与操作步骤，为检测人员提供标准化执行指南。

极限氧指数（LOI）的基本概念

极限氧指数（LOI）的数值表示材料维持燃烧的最低氧气体积分数，范围通常在15%~100%之间。数值越高，织物阻燃性能越好——普通棉织物LOI约18%~20%（接近空气氧浓度21%，易燃烧），聚酯纤维织物约20%~22%，经阻燃处理的织物可提升至26%以上（满足公共场所B1级要求）。

LOI是公共场所阻燃织物的“安全门槛”：火灾中，高LOI值的织物能在氧气浓度降低时快速熄灭，减少有毒烟雾释放；低LOI值的织物则会持续燃烧，加速火势蔓延。因此，LOI测试是织物入场验收的必检项目。

LOI的结果与织物结构密切相关：经纱密度高的织物（如帆布），LOI值通常高于纬纱密度低的织物（如平纹布）；含阻燃纤维（如芳纶）的织物，LOI值显著高于涂覆阻燃剂的织物（后者易因洗涤流失阻燃成分）。

国际标准中，LOI是统一的阻燃评价指标：ISO 4589-2《塑料 用氧指数法测定燃烧行为 第2部分：室温试验》、ASTM D2863《测定材料氧指数的标准试验方法》均采用LOI作为核心指标，与我国GB/T 5454-1997标准一致。

极限氧指数测试的原理

LOI测试基于“氧浓度梯度法”：通过调节氮氧混合气体的氧浓度，观察织物在不同浓度下的燃烧状态，找到“刚好能维持燃烧”的临界氧浓度。其核心逻辑是：氧气是燃烧的必要条件，降低氧气浓度会削弱燃烧反应，直至无法维持。

测试在封闭燃烧筒中进行：混合气体从底部通入，向上流动，为试样提供稳定的氧浓度环境。试样垂直悬挂在燃烧筒内，避免火焰因重力向下蔓延（水平放置会导致火焰快速扩散，影响结果）。

“逐步逼近法”是关键：先设定初始氧浓度（如预计LOI为26%，初始设25%），点燃试样后观察燃烧情况；若燃烧则降低氧浓度，若不燃烧则升高，直到找到“相邻两次测试中一次燃烧、一次不燃烧”的临界区间。

临界区间的平均浓度即为LOI值：例如，25.5%时燃烧、25.0%时不燃烧，则LOI为（25.5%+25.0%）/2=25.25%，保留一位小数为25.3%。这种方法通过多次测试逼近真实值，确保结果准确。

测试前的试样准备

试样制备需选“无疵点”区域：从织物中部剪取经向（长度与经纱平行）和纬向（长度与纬纱平行）试样，尺寸均为150mm×50mm（长度×宽度）。布边、接头或污渍处的试样需丢弃，避免影响燃烧行为。

边缘处理要严格：用锋利剪刀剪齐试样边缘，不得有毛边、撕裂或卷边。毛边会使火焰沿毛丝快速蔓延，导致LOI值偏低；卷边会减少试样与氧气的接触面积，使LOI值偏高。

试样数量需满足“经纬各5个”：经纱和纬纱的密度、捻度不同，燃烧性能可能差异显著（如经纱用阻燃纤维，纬纱用普通纤维，经向LOI值更高）。测试经纬向试样能全面反映织物整体性能。

调湿环节不可少：将试样放入23℃±2℃、相对湿度50%±5%的环境中24小时，达到平衡回潮率。含湿量过高会使LOI值偏高（水分蒸发吸热），过低则使LOI值偏低（加速热分解）。

测试所需的核心设备

氧指数测定仪是核心：由燃烧筒（透明玻璃，内径≥75mm、高度≥450mm）、气体控制系统（氧氮罐、流量控制器、混合器）、点火装置（本生灯，火焰高度15mm±1mm）组成，需符合GB/T 2406.1-2008标准要求。

辅助工具包括：秒表（计时精度0.1秒）、直尺（测量燃烧长度，精度1mm）、通风柜（排出有害气体）、不锈钢试样夹（固定试样，避免燃烧）。

设备校准需提前完成：检查氧氮纯度（≥99.5%），校准流量控制器（流量稳定在10±1L/min），调整本生灯火焰高度（用直尺测量至15mm）。流量波动超过±1L/min会导致结果偏差。

设备维护要定期：燃烧筒内壁需用酒精擦拭（去除燃烧沉积物），流量控制器每3个月校准一次，本生灯喷嘴用细钢丝疏通（避免堵塞导致火焰不稳定）。

极限氧指数测试的具体步骤

第一步，试样安装：将调湿后的试样垂直固定在试样夹上，下端距气体分布板≥100mm，上端距燃烧筒顶部≥100mm，确保处于均匀气流区（避免底部气流过强或顶部过弱）。

第二步，气体预通：设定初始氧浓度（如25%），通入混合气体5分钟，使燃烧筒内气体均匀。若预通时间不足，初始氧浓度波动会导致燃烧行为异常。

第三步，点火操作：点燃本生灯，对准试样顶端中心，点火时间≤30秒。若未点燃，等待10秒后再次点火，最多3次；3次未点燃则判定“不燃烧”。

第四步，燃烧观察：移开本生灯后启动秒表，记录燃烧时间（≤3分钟）和燃烧长度（≤50mm）。若任意一项超过阈值，判定“燃烧”；否则“不燃烧”。

第五步，调整氧浓度：燃烧则降0.5%（如24.5%），不燃烧则升0.5%（如25.5%），重复第二步至第四步。

第六步，确定临界区间：找到“一次燃烧、一次不燃烧”的相邻浓度（如25.5%和25.0%），确保浓度差≤0.5%。

第七步，计算LOI值：取临界区间平均值，经向和纬向试样分别计算后取总平均，结果保留一位小数。

测试结果的判定规则

临界区间有效性：浓度差需≤0.5%，否则需继续测试。若差为1.0%，说明逼近次数不足，结果不可靠。

平行测试平均值：经向和纬向的平均LOI值差异需≤2%，否则织物燃烧性能不均匀（如经向26.5%、纬向24.0%），需检查织物质量。

防火规范判定：根据GB 50222-2017，B1级纺织织物要求LOI≥26%，B2级≥22%。若结果低于对应等级，织物不符合公共场所使用标准。

结果表示：需注明LOI值（如25.3%）、测试标准（GB/T 5454-1997）、试样方向（经/纬向），并附原始数据（每个试样的燃烧时间、长度）。

测试过程中的注意事项

环境条件控制：测试需在23℃±2℃、相对湿度50%±5%的环境中进行。温度过高会加速热分解，过低会延缓燃烧；湿度超标会影响含湿量，导致结果偏差。

气体流量稳定：流量需保持10±1L/min，过大易吹灭火焰（LOI值偏高），过小无法补充氧气（LOI值偏低）。测试中需时刻观察流量表，波动超过±1L/min需重新稳定。

点火规范：火焰需对准试样顶端中心，不得接触侧面。侧面点火会使火焰沿边缘蔓延，导致LOI值偏低；点火时间≤30秒，避免过度加热试样。

燃烧长度测量：燃烧停止后立即测量，精确至1mm。熔融滴落物忽略，仅测试样本身长度；炭化区域需计入燃烧长度（炭化是燃烧结果）。

异常行为记录：若试样出现熔融滴落或阴燃，需在报告中注明。熔融滴落会影响燃烧长度测量，阴燃会延长燃烧时间（如阴燃超过3分钟需判定为“燃烧”）。