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纺织品进行阻燃检测时通常需要检测哪些关键项目和指标

三方检测机构-李工 2023-03-24

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纺织品是日常生活与工业场景中不可或缺的材料,但部分纺织品易燃烧且燃烧时会释放有毒气体,给人身财产安全带来潜在隐患。阻燃检测作为评估纺织品火灾风险的核心手段,通过一系列标准化试验测量关键项目与指标,直接反映纺织品的阻燃性能是否符合应用场景要求。本文将详细拆解纺织品阻燃检测中的关键项目及指标,帮助读者理解不同试验的意义与实际应用价值。

极限氧指数(LOI):衡量材料燃烧的氧浓度阈值

极限氧指数(Limiting Oxygen Index,简称LOI)是指材料在氮氧混合气体中维持燃烧所需的最低氧气体积分数,是评价纺织品阻燃性能的基础指标。试验时,将裁剪成120mm×10mm×3mm的标准样品垂直固定在燃烧筒内,通入逐渐降低氧浓度的混合气体,记录样品能持续燃烧30秒或火焰蔓延50mm的最低氧浓度。

LOI的数值直接反映材料的易燃程度:LOI<21属于易燃材料(如未处理的棉麻),21-27为可燃材料(如普通涤纶),27-32为难燃材料(如阻燃处理后的织物),>32则为不燃材料(如玻璃纤维织物)。不同应用场景对LOI的要求差异显著——公共场所的窗帘需LOI≥30以减少燃烧风险,而内衣等贴身衣物虽不需要极高LOI,但需符合GB 18401的基本要求(LOI≥24)。

需注意的是,LOI是静态指标,无法完全反映材料在实际火灾中的动态燃烧行为,因此需与其他试验结合使用才能全面评估阻燃性能。

垂直燃烧试验:模拟悬挂状态的燃烧行为

垂直燃烧试验是最常用的纺织品阻燃检测方法之一,主要模拟窗帘、幕布、消防服等悬挂状态下的燃烧场景,常见标准有GB 5455《纺织品 燃烧性能 垂直方向燃烧速率的测定》、ASTM D6413《纺织品垂直燃烧性能的标准试验方法》等。

试验时,将300mm×80mm的样品垂直悬挂在试验箱内,用15mm高的蓝色火焰点燃样品底部边缘10秒,随后记录三个关键指标:续燃时间(明火熄灭后样品继续燃烧的时间)、阴燃时间(无明火状态下样品持续发热燃烧的时间)、炭化长度(燃烧后样品焦黑部分的最大长度)。部分标准还要求检测滴落物是否引燃下方120mm处的纯棉纱布(如GB 5455的“滴落引燃”条款)。

以消防服为例,根据GB 8965.1《防护服装 阻燃防护 第1部分:阻燃服》,其垂直燃烧试验要求续燃时间≤2秒、阴燃时间≤5秒、炭化长度≤100mm,且滴落物不得引燃纱布——这些指标直接保障消防员在火场中的安全,避免火焰快速蔓延或滴落物烫伤。

垂直燃烧试验的优势在于贴近实际悬挂场景,能有效评估材料的火焰蔓延速度与滴落风险,因此被广泛应用于建筑装饰、消防防护等领域的纺织品检测。

水平燃烧试验:评估平铺材料的燃烧蔓延

水平燃烧试验主要模拟床单、桌布、婴儿睡袋等平铺状态下的燃烧行为,对应标准有ISO 9773《纺织品 燃烧性能 水平方向燃烧速率的测定》、GB/T 14644《纺织品 燃烧性能 水平方向燃烧时间的测定》等。

试验时,将200mm×150mm的样品水平固定在试验台上,用火焰点燃样品一端距端部10mm的位置,随后观察燃烧行为:若样品在火焰撤离后自熄,则判定为“自熄型”;若继续燃烧,则测量燃烧速率(单位时间内火焰蔓延的距离)。

以婴儿睡袋为例,根据GB 31701《婴幼儿及儿童纺织产品安全技术规范》,其水平燃烧试验要求“燃烧速率≤30mm/min”或“自熄”,目的是避免婴儿拉扯睡袋时引燃后火焰快速蔓延。而普通床上用品(如被套)则要求燃烧速率≤75mm/min,以给用户足够的逃生时间。

水平燃烧试验的核心是评估材料在平铺状态下的火焰控制能力,尤其适用于与人体直接接触或易被平铺放置的纺织品。

热释放速率(HRR):反映火灾中的热量释放强度

热释放速率(Heat Release Rate,简称HRR)是指材料燃烧时单位时间内释放的热量,是评估纺织品在火灾中“升温能力”的关键指标,对应标准为ISO 5660《建材燃烧性能试验 锥形量热仪法》、ASTM E1354《用锥形量热仪测定材料热释放速率的标准试验方法》。

试验时,将样品置于锥形加热器下(模拟火灾中的辐射热),用电火花点燃样品,通过氧消耗法计算HRR,主要关注两个指标:峰值热释放速率(Peak HRR,简称PHRR)——燃烧过程中HRR的最大值;总热释放(Total Heat Release,简称THR)——燃烧全过程释放的总热量。

以公共场所(如地铁、商场)的纺织品为例,根据GB 20286《公共场所阻燃制品及组件燃烧性能要求和标识》,PHRR需≤200kW/m²,THR≤10MJ/m²,因为高PHRR会导致环境温度快速上升,引发轰燃(火灾中火焰突然大范围蔓延的现象),而高THR会增加火灾的持续时间。

HRR是动态火灾场景下的核心指标,能更真实地反映纺织品在实际火灾中的危险程度,因此被越来越多的公共设施与高层建筑采用。

烟密度与烟毒性:评估燃烧烟雾的危害

纺织品燃烧时释放的烟雾是火灾中人员伤亡的主要原因之一(约80%的火灾死亡源于烟雾窒息或有毒气体中毒),因此烟密度与烟毒性是阻燃检测的重要补充指标。

烟密度检测对应标准为GB/T 8627《建筑材料燃烧或分解的烟密度试验方法》,通过测量试验箱内烟雾的光吸收率计算烟密度等级(Smoke Density Rating,简称SDR),要求公共场所纺织品SDR≤75(如地铁座椅面料),以保证火灾时能见度,便于人员逃生。

烟毒性检测则更关注烟雾中的有害气体(如CO、HCl、SO₂等),对应标准为GB/T 20285《材料产烟毒性危险分级》,通过动物试验(如小鼠吸入试验)或气体成分分析,将烟毒性分为“安全级”“准安全级”“危险级”。例如,医院纺织品需达到“安全级”,确保燃烧时不释放致命气体。

需注意的是,烟密度与烟毒性并非独立试验,而是与燃烧试验结合使用——即使材料阻燃性能良好,若燃烧时释放大量有毒烟雾,仍无法满足安全要求。

熔融滴落特性:合成纤维的特殊安全指标

涤纶、锦纶等合成纤维的熔点较低(涤纶约255℃,锦纶约215℃),燃烧时会熔融成液态滴落,滴落物若接触皮肤会造成严重烫伤,若引燃下方材料还会扩大火灾范围,因此熔融滴落特性是合成纤维纺织品的必测项目。

测试方法通常是在垂直燃烧试验或水平燃烧试验中增加“滴落物引燃”条款:将纯棉纱布(或脱脂棉)放置在样品下方120mm处,观察滴落物是否引燃纱布。例如,根据GB 31701,儿童服装的熔融滴落物不得引燃纱布,避免儿童因拉扯衣物导致滴落物接触皮肤。

对于合成纤维纺织品,即使LOI或HRR符合要求,若熔融滴落特性不达标,仍无法用于儿童、老人等弱势群体的产品中。

炭化长度、续燃/阴燃时间:直观反映燃烧的持续能力

炭化长度、续燃时间、阴燃时间是几乎所有燃烧试验的共同指标,也是最直观的阻燃性能表现。

续燃时间是指火焰撤离后,样品仍保持明火燃烧的时间;阴燃时间是指续燃结束后,样品无明火但持续发热燃烧的时间;炭化长度是指燃烧后样品焦黑碳化部分的最大长度。这三个指标直接反映材料“停止燃烧的能力”——续燃/阴燃时间越短,炭化长度越短,阻燃性能越好。

以床上用品(如棉被、枕头套)为例,根据GB 18401《国家纺织产品基本安全技术规范》,续燃时间≤10秒,阴燃时间≤15秒,炭化长度≤150mm;而消防服的续燃时间需≤2秒,阴燃时间≤5秒,炭化长度≤100mm,以确保消防员在火场中快速脱离危险。

这些指标虽简单,但能快速判断纺织品的阻燃效果,因此是企业质量控制与市场监管的常用指标。

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