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灼热丝可燃性指数(GWFI)的测试及判定

更新时间:2009-03-28

在全球塑料消费中,家电业仅次于汽车业[1-3]。聚丙烯(PP)具有质轻、性能优良、耐腐蚀和易成形加工等优点,其优越性在于不仅能代替热固性塑料和金属,还能代替其他热塑性塑料[4-5]。环保要求家电产品节能、节水、部件可回收等,这使得聚丙烯在家电方面的应用日趋广泛起来[6]。对于家电壳体来说,具有高的强度(平衡的刚性/韧性性能)以及能吸引人的外观是最重要的。Borealis聚烯烃公司称其推出的PP专用料达到UL 94V-0阻燃条件,适用于电视机后壳、内框和部件;Feno公司推出高抗冲击性、低翘曲的M PP25FU 22HB共聚PP,可用于生产音响的扬声器;美国Solar公司用Ferro公司的玻璃增强PP制造家用除草机外壳等[7]

“好啊,你居然敢耍我。给我抽!”说完把皮鞭扔到地上,取过烟斗点燃抽起来。一青年男子上前拾起皮鞭,一左一右地在一杭身上抽打。一杭痛得大叫。范坚强止住手下,用烟斗把一杭的头抬起来,问:“说不说?!”

家电外壳用材料,应当满足一些阻燃性能[8-9],其中灼热丝可燃性指数GWFI作为着火危险性试验的一部分,与人们的人身财产安全息息相关,对于不可控的、不可靠的因素,需要尤其注意。笔者对改性阻燃聚丙烯树脂(LDP-3008 P9W)进行灼热丝可燃性指数(GWFI)测试,研究样板烧至开裂或两半时的火焰熄灭时间与样板尺寸和灼热温度的关系,以期提高GWFI测试结果及判定的准确性和科学性。

1 实验

1.1 材料和仪器

改性聚丙烯树脂PP,由江苏金发科技新材料有限公司生产制造,牌号为LDP-3008 P9W。

T03.35型灼热丝试验机,德国PTL公司制造,测量温度范围:室温~1 000℃。

1.2 试验方法

改性聚丙烯树脂PP(LDP-3008 P9W)灼热丝可燃性指数测试的方法按GB/T5169.12-2013《电工电子产品着火危险性试验第12部分:灼热丝/热丝基本试验方法材料的灼热丝可燃性指数(GWFI)试验方法》[10]测试方法:

1)将改性PP材料使用模塑的方法制成60 mm和100 mm的方板,厚度为2.0 mm。

[2]李进卫. 透析家电用热塑性塑料的性能特点及其应用[J]. 聚氨酯工业, 2014(10): 62-67.

产品创新方面,四大国有银行、平安、招行是自贸区金融创新的主力。其中,平安上海自贸区分行结合一级分行、FT账户牌照和离岸牌照,定位为“全行的跨境业务平台”,各分行对外链接的桥梁,实现内外贸、离在岸、本外币业务一体化,业务涵盖跨境公司业务、跨境投行并购业务、跨境同业业务、跨境个人业务、跨境离岸业务。招行推出“跨境金融·自贸通”系列产品,为企业提供集本外币结算、融资、投资、交易理财等金融服务为一体的专业解决方案,服务企业在区内经营、区内与国内投资或贸易、区内与国外投资或贸易的各种金融需求。

3)清理U型头,将样品夹紧在夹具上,设置刺穿深度7±0.5 mm;将U型头设置到测试温度,待温度稳定后加上样板进行测试,记录试样起火和熄灭时间,以及铺底层娟纸和试样燃烧状态。

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人工挖孔桩施工工艺,是采取人力开挖土石方的作业方式进行桩基成孔的一种施工方法。该方法具有的特点:施工机具简单、易于过程控制,易于进行持力层地质鉴别与孔底沉渣控制,成孔直观,混凝土灌注过程便于控制,有利于成桩质量的保证。

a)灼热丝顶部移开试样后,试样有焰和/无焰燃烧的最长持续时间(tR)不超过30 s;

由此证明,样品上半部分烧开或烧至两半的现象,属于标准中所提到的烧尽现象。

2 结果与讨论

2.1 小尺寸注塑样板的GWFI测试

对厚度为2 mm的小尺寸样板(小方板60 mm×60 mm)进行一系列温度(750℃、775℃、800℃、825℃、850℃)的GWFI测试,每个温度条件下重复测试3片,其GWFI测试结果如表1所示。

云游三年,红腰带在风影的眼前晃动了三年。他的脑海里有各种各样的猜想,红琴到底有没有去那片林子里,那根红腰带是否还挂在树枝上,风吹雨打,会不会烂断。那根红色的带子上打有一个结,之后一直没有打结,可他的心中早已经打了七七四十九个结,其实何止这几个,恐怕是心有千千结了。想来,红琴又何尝不是如此,恐怕她比他更甚。这些年来,如果她去林子里找他,或者直接去寺院里找他,见不到他又会怎么样,他不敢往下想。

 

表1 小尺寸样品GWFI测试结果

  

测试温度/℃ 起火时间t1/ s 熄灭时间t2/ s 持续时间tR/ s 结果 备注3 27 0 PASS 样板中心熔融,灼烧成孔洞7503 29 0 PASS 样板中心熔融,灼烧成孔洞3 30 0 PASS 样板中心熔融,灼烧成孔洞775 2 32 2 PASS 样板中心熔融,灼烧成孔洞2 31 1 PASS 样板中心熔融,灼烧成孔洞2 31 1 PASS 样板中心熔融,灼烧成孔洞800 2 65 35 NG 样板灼烧成2半1 59 29 PASS 样板近似灼烧成2半2 62 32 NG 样板灼烧成2半825 2 55 25 PASS 样板灼烧成2半1 58 28 PASS 样板灼烧成2半1 57 27 PASS 样板灼烧成2半850 1 61 31 NG 样板灼烧成2半1 57 27 PASS 样板灼烧成2半1 62 32 NG 样板灼烧成2半

测试过程中发现改性PP料的测试温度在超过一定温度后(800℃),U型头一接触样品就开始起火,当U型头离开样品后,火焰灼烧样品孔洞上部分的材料,直至样品上半部分烧至开裂,带火焰的熔融物快速向下流动(同时也极易将火焰浇灭),进而灼烧孔洞下半部分材料,直至烧成两半而导致火焰熄灭。

分析GWFI测试结果可以发现(如图1所示),测试温度超过一定温度(800℃)试样烧成两半之后,继续升温进行GWFI测试,火焰熄灭的时间是不稳定的,且火焰熄灭时间t2大约在60 s左右,即试样有焰和/无焰燃烧的最长持续时间tR在30 s左右。也可以说,对于烧成两半的材料,其火焰熄灭时间,即GWFI的判定与温度的关联性不高,因为此种火焰熄灭是因为没有有效的材料供其灼烧。那么对于试样烧成两半情况下的测试温度,其GWFI的判定结果根据熄灭时间来判定是没有价值的。

  

图1 小尺寸样品GWFI测试温度与火焰熄灭时间趋势图

就上述试验,假定对于烧成两半试样,没有有效的灼烧面积供其灼烧,该温度下的GWFI测试结果是不合格的。既然是由于有效的灼烧面积和材料不够,那么提供更大的尺寸的样板进行测试,观察其熄灭时间与测试温度关系以及烧成两半的现象。

  

图2 小尺寸样品GWFI测试烧至开裂现象的测试后样品

2.2 大尺寸注塑样品的GWFI测试

对厚度为2 mm的大尺寸的注塑样板(大方板100 mm×100 mm)进行一系列温度(800℃、825℃、850℃、875℃、900℃、930℃)的GWFI测试,每个温度条件下重复测试3片,其GWFI测试结果如表2所示。

 

表2 大尺寸样品GWFI测试结果

  

测试温度/℃ 起火时间t1/s 熄灭时间t2/s 持续时间tR/s 结果 备注0 0 0 PASS 样板中心熔融,灼烧成孔洞800 825 850 875 900 930 0 0 0 PASS 样板中心熔融,灼烧成孔洞0 0 0 PASS 样板中心熔融,灼烧成孔洞3 27 0 PASS 样板中心熔融,灼烧成3 143 113 NG 样板灼烧成2半2 69 39 NG 样板中心熔融,孔洞上部分开裂2 139 109 NG 样板灼烧成2半1 85 55 NG 样板灼烧成2半2 121 91 NG 样板灼烧成2半1 126 96 NG 样板灼烧成2半1 114 84 NG 样板灼烧成2半1 96 66 NG 样板灼烧成2半1 139 109 NG 样板灼烧成2半1 77 47 NG 样板中心熔融,孔洞上部分开裂1 124 94 NG 样板灼烧成2半1 61 31 NG 样板中心熔融,孔洞上部分开裂1 60 30 NG 样板中心熔融,孔洞上部分开裂1 103 73 NG 样板灼烧成2半

测试过程中温度超过一定温度后(825℃),U型头一接触样品就开始起火,当U型头离开样品后,火焰灼烧样品孔洞上部分的材料,直至样品上半部分烧至开裂,带火焰的熔融物快速向下流动(同时也极易将火焰浇灭),进而灼烧孔洞下半部分材料烧至两半,引起火焰熄灭。这种灼烧现象与小尺寸注塑样品的GWFI测试一致。

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分析GWFI测试结果发现,测试温度超过一定温度(825℃)试样烧成两半之后,继续升温进行GWFI测试,火焰熄灭的时间是不稳定的,但是基本都大于60 s(如图3所示),即试样有焰和/无焰燃烧的最长持续时间tR大于30 s。与小尺寸注塑样品的GWFI测试结果相印证,进而说明对于烧成两半的材料,其火焰熄灭时间,即GWFI的判定与温度的关联性不高。但是也有不同的地方,即对于样品孔洞上部分烧开和烧成两半的样品,其火焰熄灭时间均在60 s以上,那么就说明大尺寸的样板可以提供足够的有效灼烧面积供其燃烧,同时也说明上部分烧开和烧成两半的样品,其GWFI是不通过/不合格的。同时也说明,小尺寸注塑样品的GWFI测试中,对于那些烧开或烧成两半的样品,其熄灭时间是没有意义的,可以直接判定其为不通过/不合格。

b)试样未被燃尽,以及绢纸未起燃。

  

图3 大尺寸样品GWFI测试温度与火焰熄灭时间趋势图

  

图4 大尺寸样品GWFI测试后样品烧至开裂现象

其中,同种材料制出不同尺寸的样板,其GWFI的临界温度不同,这其实主要跟材料的注塑工艺有关,不同的注塑工艺及模具结构,会导致样品结构、添加物的分散均匀性无法严格保持一致,结果存在一定的差异也是合理的。

3 结论

通过以上对不同尺寸大小的注塑样品进行GWFI测试,比较二者在熄灭时间与温度和灼烧现象的关系,可得出以下结论:

[3]王雪莹. 3D打印技术与产业的发展及前景分析[J]. 中国高新技术企业, 2012(26): 3-5.

参考文献:

3)样品烧开或烧成两半的现象为标准中的烧尽现象,可直接判定该温度下的GWFI结果不合格/不通过。

2)大尺寸样品烧至开裂或烧成两半时,火焰熄灭时间均在60 s以上,可提供足够的有效燃烧面积供其灼烧;

[1]马道顺, 巢晗. 家电产品注塑外壳结构设计研究[J]. 塑料工业, 2016, 44(6): 69-72.

党的十九大报告提出,要优先发展教育事业,加快一流大学和一流学科建设。这就内在地要求中国高等教育发展应从过去以“规模扩张”为特征的“外延式发展”向以“高质量与结构优化”为特征的“内涵式发展”转变。为了适应新时代要求,高校绩效评估也应适时地进行范式转换和路径优化。

2)按标准规定在温度为(23±2)℃、相对湿度为(50±10)%的环境条件下至少调节48 h,试验在温度(25±10)℃、相对湿度(60±15)%下进行。

4)试验判据,如果试样没有起燃或满足以下所有条件,则认为能经受本试验:

1)小尺寸样品烧至开裂或烧成两半时,因不能提供足够的有效燃烧面积供其灼烧,火焰大约在 60 s左右熄灭,导致火焰熄灭时间与温度的关联性不高;

保证睡眠时间,准时睡觉:处于发育期间的青少年每天至少要保证7~8小时的睡眠时间。但由于学业负担和丰富的感受性,青少年为了学习“赶夜车”或为娱乐牺牲睡眠时间的情况非常普遍。这就要求青少年有良好的时间管理能力,对时间的分配进行规划,并有较强的处理事务能力和自制力,才能保证在最佳睡眠时间准时入眠。

[4]罗忠富, 陈锐, 李永华, 等. 车用聚丙烯复合材料线性膨胀系数的研究[J]. 现代塑料加工应用, 2013, 25(2):26-28.

[5]沈洵, 谢荣海. 改性聚丙烯在汽车及家用电器领域的应用与发展[J]. 上海塑料, 2008(2): 38-42.

[6]谢云洁. 家电用聚丙烯专用料的开发与应用[J]. 国外塑料, 1999,17(2): 21-27.

[7]何叶尔·李力, 李力. 聚丙烯树脂的加工与应用[M]. 中国石化出版社, 1998(1): 8-22.

[8]刘源, 曹新鑫, 霍国洋, 等. 聚丙烯阻燃改性技术研究进展[J]. 工程塑料应用, 2012, 40(8): 108-111.

[9]廖鸿斌. 关于家电产品塑料件的电气安全探索[J]. 日用电器, 2008(6): 50-51.

添枝加叶,即在句子主干前、后添加适当的词语进行修饰,使句子表达更加具体、生动、形象,有效促进学生对语言文字的内化及拓展。如《去年的树》一课中,鸟儿找不到树,于是与树根、大门和小女孩进行对话。教师让学生想象,当时鸟儿是带着怎样的心情与它们对话的?学生说出惊诧不已、不可思议、焦急不安、悲痛万分等词语。随后,教师让学生把这些词语一一写在书本上,再把词语放入文本内反复朗读,读出不同的语气。通过给句子添枝加叶,给文本再加工,有效促进学生对语言文字的内化及拓展。

[10]国家质量监督检验检疫总局,国家标准化管理委员会. GB/T5169.12-2013电工电子产品着火危险性试验第12部分: 灼热丝/热丝基本试验方法材料的灼热丝可燃性指数(GWFI)试验方法[S]. 北京: 中国标准出版社, 2014.

 
陈涛,戴婷,杨波,梁云,匡莉
《广州化学》 2018年第02期
《广州化学》2018年第02期文献

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