棉织物的阻燃检测中45度倾斜燃烧试验如何进行?
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45度倾斜燃烧试验是棉织物阻燃性能检测的经典方法之一,广泛应用于服装、家纺等棉制品的安全评估。该试验通过模拟织物在倾斜状态下的燃烧行为,评估其火焰蔓延速度、续燃时间及炭化长度等关键指标,直接反映棉织物的阻燃效果是否符合安全标准。
试验原理与核心目的
45度倾斜燃烧试验的原理基于模拟织物在实际使用中可能遇到的倾斜接触火源场景——比如挂在衣架上的衣物、搭在家具上的布艺饰品等。试验时将试样以45度角固定,用规定火焰点燃试样下端,观察火焰在试样上的蔓延过程,通过测量续燃时间、阴燃时间及炭化/损毁长度,判断棉织物的阻燃性能。
该试验的核心目的是评估棉织物在遇火后的“火焰传播能力”:阻燃处理后的棉织物应能延缓火焰蔓延,甚至自行熄灭,避免火势快速扩大造成人身伤害或财产损失。对于棉织物而言,天然纤维素纤维的易燃性使得这一试验更具针对性——未处理的棉织物遇火会快速燃烧,而合格的阻燃棉织物需通过试验验证其改性效果。
适用标准与试验范围
45度倾斜燃烧试验需遵循明确的国家标准或行业标准,国内常用标准为GB/T 14645-2014《纺织品 燃烧性能 45°方向燃烧速率的测定》,国际上则对应ISO 6941:2003《纺织品 燃烧性能 45°燃烧试验 火焰蔓延速率的测定》。这些标准对试验条件、设备及结果判定均有严格规定。
试验适用于各类纯棉或棉混纺机织物、针织物,包括服装面料(如衬衫、外套)、家纺面料(如床单、窗帘)及产业用棉织物(如劳保用品)。需要注意的是,对于厚重棉织物(如牛仔布)或涂层棉织物,需调整样品尺寸或预处理条件,确保试验结果的准确性。
试验前的样品预处理
棉织物的吸湿性会影响燃烧性能,因此试验前需对样品进行预处理。根据标准要求,样品需在温度20±2℃、相对湿度65±5%的环境中放置至少24小时,使样品达到“平衡回潮率”——这一步能消除环境湿度对试验结果的干扰,确保不同批次样品的测试条件一致。
对于经过阻燃整理的棉织物,若表面有残留的整理剂(如未洗净的阻燃液),需先按产品说明书进行水洗(通常洗1-2次),再进行预处理。水洗的目的是模拟实际使用中的洗涤情况,测试阻燃效果的耐洗性——部分阻燃整理可能因洗涤流失,导致燃烧性能下降。
样品的尺寸与制备要求
试验样品需从棉织物的不同部位裁剪,确保代表性:通常从织物幅宽方向的左、中、右三个位置各取1块,每块样品的尺寸为300mm(长度)×80mm(宽度)。长度方向需与织物的经向(或纵向)一致,因为织物的经纬向燃烧性能可能存在差异——经向的纱线密度或整理工艺可能与纬向不同。
裁剪后的样品需检查边缘是否整齐,若有毛边需用丝线缝合或用热熔胶封边,避免试验过程中边缘纤维脱落影响火焰蔓延。
此外,样品不得有褶皱、破洞或污渍,这些缺陷会导致燃烧行为异常,影响测试结果的准确性。
试验设备的组成与要求
45度倾斜燃烧试验的核心设备是“45度倾斜燃烧试验仪”,主要由试样固定架、燃烧器、火焰高度测量装置及计时工具组成。试样固定架需能精准保持试样45度倾斜,架体为不燃材料(如不锈钢),避免试验时架体被点燃影响结果。
燃烧器需使用丙烷气体或丁烷气体,火焰类型为“本生灯火焰”——火焰高度需调整至38mm±2mm,火焰的内焰高度(蓝色部分)为12mm±2mm。火焰高度需用标准量规测量,确保每次试验的火焰能量一致。
此外,设备需配备通风装置,及时排出燃烧产生的烟雾,但通风量不能过大,避免影响火焰的稳定性。
燃烧源的调试与验证
燃烧源的稳定性是试验准确性的关键。调试时,先打开燃气阀门,点燃燃烧器,用火焰高度量规调整燃气流量,使火焰总高度达到38mm。然后用热电偶测量火焰温度:火焰尖端的温度应达到950℃±50℃,内焰顶部(蓝色与黄色火焰交界处)的温度约为550℃±50℃——这两个温度点需符合标准要求,确保火焰的热输出一致。
调试完成后,需进行“火焰稳定性验证”:让火焰燃烧5分钟,观察火焰是否有跳动、偏斜或熄灭现象。若火焰不稳定,需检查燃气管道是否漏气、燃烧器喷嘴是否堵塞,调整至火焰稳定后再进行试验。
具体试验操作步骤
第一步,固定试样:将预处理后的样品固定在45度倾斜架上,样品的下端距燃烧器的火焰尖端19mm±1mm,样品的宽度方向与火焰方向垂直。固定时需用夹子或压板将样品的四个角固定,确保样品平整,无拉伸或松弛。
第二步,点燃试样:打开燃烧器,将火焰对准样品的下端边缘(宽度方向的中点),点燃时间为3秒±0.5秒。点燃时,燃烧器需保持不动,火焰需完全覆盖样品的下端边缘——若样品未被点燃,需重新操作,但同一样品最多点燃2次。
第三步,观察与计时:点燃后立即移开燃烧器,同时启动秒表,记录“续燃时间”(火焰持续燃烧的时间)。当火焰熄灭后,继续记录“阴燃时间”(无火焰但有火星燃烧的时间)。若火焰蔓延至样品的上端边缘(300mm长度的终点),需立即停止试验,记录“火焰蔓延时间”。
第四步,测量损毁长度:试验结束后,待样品冷却至室温,用钢尺测量样品的“炭化长度”(从下端边缘到炭化区域的最上端距离)和“损毁长度”(包括炭化区域及熔融、烧焦的区域)。测量时需沿样品的经向(长度方向)测量,精确至1mm。
试验结果的记录要求
试验结果需记录以下关键数据:
1、续燃时间(秒);2、阴燃时间(秒);3、炭化长度(mm);4、损毁长度(mm);5、火焰是否蔓延至样品上端。
6、样品是否有滴落物(对于棉织物,通常无滴落,但需记录)。
每个样品需测试3次(左、中、右各1次),取3次结果的平均值作为最终结果。若某一次结果与其他两次差异较大(如续燃时间相差超过20%),需重新测试该位置的样品,排除异常数据。
试验结果的判定标准
根据GB/T 14645-2014标准,棉织物的45度倾斜燃烧试验结果需满足以下要求(以普通服装面料为例):1、续燃时间≤10秒。
2、阴燃时间≤15秒。
3、损毁长度≤150mm。
4、火焰不得蔓延至样品上端。若以上指标均符合,则判定样品的阻燃性能合格。
对于特殊用途的棉织物(如消防服、儿童服装),判定标准会更严格:比如儿童服装的续燃时间需≤5秒,损毁长度≤100mm。具体标准需根据产品的使用场景和相关法规确定。
试验中的注意事项
1、试验环境:试验需在温度20±2℃、相对湿度65±5%的环境中进行,与样品预处理的环境一致,避免环境温湿度变化影响样品的燃烧性能。
2、操作人员:需佩戴防护手套和护目镜,避免燃烧产生的高温或烟雾伤害。试验过程中不得离开设备,需全程观察样品的燃烧情况。
3、设备维护:试验前后需清洁燃烧器喷嘴,去除积碳;定期检查燃气管道的密封性,避免燃气泄漏;每季度校准一次火焰高度和温度,确保设备精度。
4、异常处理:若试验过程中样品发生滴落(棉织物罕见,但涂层棉可能发生),需记录滴落物是否燃烧;若样品被风吹动,需关闭门窗,待风停后重新试验。
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