化工检测

GB/T 2406.2是我国塑料燃烧性能检测的核心标准，规定了氧指数法的测试要求。氧指数（OI）作为塑料阻燃性能的关键指标，反映材料在氮氧混合气体中维持燃烧的最低氧体积分数，广泛用于塑料选材、产品认证及质量控制。本文结合标准要求，详细解读氧指数测试的步骤与注意事项。

GB/T 2406.2标准的适用范围与测试原理

GB/T 2406.2主要适用于模塑塑料、挤出塑料、泡沫塑料及热塑性弹性体等固体材料。该标准针对有一定厚度和结构强度的塑料，不适用厚度<0.1mm的透明薄膜、直径<2mm的纤维材料，以及极薄易变的材料。

其测试原理围绕“临界氧浓度”展开：将试样垂直固定在燃烧筒内，调节氮氧混合气体的氧浓度，找到能维持试样燃烧（满足规定时间或长度）的最低氧浓度，即为氧指数。

氧指数的高低直接反映阻燃性能——OI≥32为难燃材料，可用于建筑内饰；OI≤22为易燃材料，需限制使用环境。需注意的是，测试结果仅反映垂直燃烧性能，需结合其他测试综合评估实际火灾危险性。

该标准的核心是模拟“有限氧环境”，通过控制变量（如气体流量、试样尺寸），确保测试结果的重复性与可比性，是塑料阻燃性能检测的“基础方法”。

试样的制备与要求

GB/T 2406.2按材料厚度和形状规定了三种试样类型：A型为80-150mm×10mm×4mm（厚壁塑料）；B型为80-150mm×10mm×1-4mm（薄壁材料）；C型为管状（内径≤8mm、壁厚≤3mm，适用于管材）。

试样数量需至少10个——足够的试样能减少偶然误差，保证结果重复性。若试样数量不足，可能因个别试样的异常燃烧导致结果偏差。

制备时需避免损伤：切割用锋利刀具，确保边缘无毛刺、裂纹；泡沫塑料用钢丝锯切割，防止泡孔压实；管状试样截取轴向段，两端打磨平整。

从成品取样时需沿成型方向切割（如挤出板材取纵向试样），因分子排列方向不同会影响燃烧行为——纵向试样的燃烧速度可能快于横向试样。

测试设备的组成与检查

设备核心组件包括：燃烧筒（透明垂直圆柱，内径≥75mm、高≥450mm，底部有玻璃珠层分散气体）；试样夹（金属/陶瓷材质，垂直固定试样，与筒壁间距≥15mm）。

气体混合系统需保证氮氧均匀混合，流量控制系统（转子/质量流量计）维持总流量40±2L/min——这是标准规定的“稳定燃烧环境”条件。

点火器要求火焰为蓝色、顶端直径2-4mm、长度10-15mm，无黄色焰心（黄色焰心说明温度不足）。火焰尺寸需用直尺定期测量，确保符合要求。

测试前检查：燃烧筒接口无漏气（皂液涂抹无气泡）；试样夹松紧适宜；气体钢瓶压力≥0.2MPa（压力过低会导致流量不稳定）。

测试前的试样状态调节

试样需在23±2℃、50±5%RH环境中放置至少48小时（泡沫塑料延长至72小时）。状态调节的目的是消除成型内应力，避免湿度/温度差异影响燃烧行为。

未完成调节的试样不得测试——例如，吸潮的PA6会因水分蒸发吸热，减慢燃烧速度，导致OI偏高；失水的泡沫塑料会因结构变脆，燃烧时快速坍塌。

若试样从低温环境取出，需重新调节——温度突变会导致试样表面结露，改变其物理状态，影响测试结果。

状态调节的环境需稳定：温度波动≤±1℃，湿度波动≤±2%RH，避免阳光直射或通风口直吹。

氧指数测试的具体操作步骤

第一步，安装试样：垂直固定在试样夹上，下端距玻璃珠层≥100mm，避免混合气体直接冲击试样底端。

第二步，调节气体：根据预估OI设定初始氧浓度（未知时从21%开始），通入混合气体30秒，使筒内气体稳定。

第三步，点火：火焰对准试样顶端中心（距1-2mm），持续30秒或直至顶端着火。移开点火器时需缓慢，避免气流吹熄火焰。

第四步，观察调整：若燃烧时间>3分钟或长度>50mm，提高氧浓度0.5%；若<30秒或<50mm，降低0.5%。

第五步，重复测试：更换新试样，调整氧浓度至找到“临界区间”（相邻浓度一合格一不合格），此时即可计算OI。

结果计算与数据处理

氧指数采用“上下限法”计算：OI=（O₁+O₂）/2，其中O₁是能维持燃烧的最低氧浓度，O₂是不能维持的最高浓度。

例如，O₁=28.0%（合格），O₂=27.5%（不合格），则OI=（28.0+27.5）/2=27.75%，保留一位小数为27.8%。

O₁与O₂的差值需≤0.5%——若差值>0.5%，需缩小氧浓度步长（如0.2%），增加测试次数，直至差值符合要求。

数据记录需完整：包括氧浓度、燃烧时间、长度、异常情况（如滴落、坍塌）。原始数据不得涂改，修改需画横线注明原因并签字。

气体与流量控制的注意事项

气体纯度需≥99.99%——杂质（如CO₂、水）会影响燃烧：水分吸热抑制燃烧，导致OI偏高；CO₂与自由基反应，干扰燃烧链。

总流量需严格40±2L/min：流量过大吹熄火焰（OI偏高）；流量过小氧浓度不均（结果不准确）。测试中需实时监控流量表，波动超±1L/min需停测检查。

钢瓶压力低于0.2MPa时需更换——压力过低会导致流量不稳定。更换后需吹扫管路1-2分钟，排出空气，避免空气进入燃烧筒。

混合气体的氧浓度计算需准确：氧浓度=（氧流量/总流量）×100%，流量测量错误会直接导致氧浓度计算错误。

燃烧状态判断与点火操作要点

点火时火焰不可接触试样侧面——侧面受热会提前燃烧，导致OI偏低。点火时间≤30秒，超过则预热试样，改变燃烧特性。

燃烧状态从侧面观察，不可开筒盖（开盖会引入空气，改变氧浓度）。A型试样燃烧时间>3分钟或长度>50mm，视为“合格”；<30秒或<50mm，视为“不合格”。

泡沫塑料需注意坍塌：若燃烧时完全坍塌（失去直立形态），即使长度<50mm，也视为“合格”——坍塌说明结构被破坏，属于有效燃烧。

熔融滴落的判断：若试样燃烧时产生滴落物，需记录滴落物是否引燃下方的棉花（标准中无强制要求，但需注明，供参考）。

设备校准与维护的关键

气体流量计每6个月校准一次，用标准流量计（如皂膜流量计）验证，误差≤2%——流量计不准确会导致氧浓度错误，影响结果。

燃烧筒气密性每12个月检查：关闭顶端通入0.1MPa空气，皂液涂抹无气泡为合格——漏气会导致氧浓度降低，使OI偏高。

测试后清理：倒出燃烧筒内残渣，酒精擦拭筒壁（避免残留有机物影响下次测试）；试样夹用干布擦拭，沾有熔融塑料用砂纸打磨。

校准与维护记录需存档2年以上——这是实验室资质认定（如CNAS）的依据，也是追溯测试结果的关键资料。