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阻燃检测中儿童用品的阻燃测试是否需要模拟咀嚼场景?

三方检测机构 2025-10-05

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儿童用品的阻燃安全直接关联低龄群体的生命健康,而儿童“口欲期咬嚼物品”的行为习惯,让“模拟咀嚼场景是否应纳入阻燃检测”成为行业热议话题。传统阻燃测试多针对完整样品,却未充分考虑儿童咀嚼导致的材料破损、结构破坏对阻燃性能的影响——这一问题不仅关乎测试的真实性,更涉及能否真正防范实际使用中的火灾风险。

儿童用品的使用场景与风险特殊性:“咬嚼”是不可忽视的行为变量

儿童的行为模式与成人存在显著差异,尤其是0-6岁儿童处于“口欲期”,会通过咬、嚼、啃等方式探索世界。这种行为并非“破坏”,而是儿童认知发展的自然阶段——小到塑料玩具的边角、纺织品的流苏,大到婴儿车的扶手、安抚奶嘴的外壳,都可能成为儿童的“咀嚼对象”。

咀嚼行为对儿童用品的物理结构会造成直接破坏:塑料件可能被咬出缺口或裂纹,纺织品会被咬断纤维导致结构松散,泡沫材料会被咬碎后孔隙增大。这些破坏并非“表面损伤”,而是直接改变了材料的阻燃结构——原本紧密的纤维结构能阻挡氧气,被咬后变得稀疏,氧气更易渗透;塑料件的完整表面能延缓燃烧,被咬后边缘变薄,热量更易积聚。

以毛绒玩具为例,未被咀嚼的样品纤维紧密,燃烧时火焰会被纤维间的空隙“阻挡”,而被咬后纤维断裂、绒毛脱落,火焰能快速沿着松散的纤维蔓延,甚至引发“阴燃”——这种燃烧方式没有明显火焰,但会释放有毒烟雾,对儿童的威胁更大。

传统阻燃测试的局限性:未覆盖“动态破坏”后的性能衰减

目前儿童用品的阻燃测试多基于“完整样品”设计,比如GB 6675.2-2014《玩具安全 第2部分:燃烧性能》中的“垂直燃烧测试”“水平燃烧测试”,以及ISO 8124-2中的“纺织品燃烧测试”,均要求样品“无明显损伤”。这种测试逻辑适用于“未被使用过”的新品,但无法反映儿童咀嚼后的真实状态。

传统测试的核心是“静态性能”,而儿童咀嚼带来的是“动态破坏”:比如某款ABS塑料玩具,原本通过垂直燃烧测试(燃烧时间≤5秒),但被咬出2mm深的缺口后,缺口处的材料厚度仅为原厚度的1/3,燃烧时热量快速传递,燃烧时间延长至15秒,且产生滴落物——这一变化完全超出了传统测试的覆盖范围。

更关键的是,传统测试未考虑“机械破坏+环境因素”的叠加效应:儿童咀嚼时会分泌唾液,唾液中的水分和酶会浸泡材料,可能导致阻燃剂迁移或降解。比如含溴阻燃剂的塑料,唾液浸泡后阻燃剂会缓慢析出,原本的“阻热层”被破坏,燃烧时无法有效阻挡热量传递。

模拟咀嚼场景的核心目标:还原“真实使用后”的阻燃性能

模拟咀嚼场景并非“增加测试难度”,而是为了“还原真实使用场景”——儿童用品的阻燃性能不应只“停留在实验室的完整样品上”,而应经得起“儿童行为的考验”。模拟咀嚼的核心是测试材料在“机械破坏+唾液浸泡”后的阻燃性,具体包括三个维度:

一、“物理结构破坏后的阻燃性能”:比如塑料件被咬后,边缘的厚度、形状变化会影响燃烧速度——薄边缘的材料热容更小,更容易达到燃点;二、“化学组成变化后的阻燃性能”:唾液浸泡会导致阻燃剂析出或降解,比如含磷阻燃剂的塑料,唾液中的磷酸酶会分解阻燃剂,降低其“成炭能力”(成炭是阻燃的关键机制,能阻挡热量和氧气);三、“表面积变化后的燃烧特性”:咀嚼会增加材料的表面积(比如泡沫材料被咬后孔隙变大),氧气更易进入,燃烧更剧烈。

以婴儿安抚巾为例,未被咀嚼的样品通过水平燃烧测试(燃烧速度≤10mm/min),但经过模拟咀嚼(100次咬合+唾液浸泡30分钟)后,纤维松散、表面积增加30%,燃烧速度提升至25mm/min——这一结果直接反映了“真实使用后”的风险,而传统测试无法捕捉到这一点。

现有标准中的“咀嚼相关”尝试:从“机械测试”到“阻燃联动”

尽管目前没有专门的“模拟咀嚼阻燃测试”标准,但部分现有标准已隐含了“机械破坏后测试”的思路。比如ISO 8124-1《玩具安全 第1部分:机械和物理性能》中的“咬合力测试”,要求玩具的塑料件能承受50N的咬合力而不破损——这一测试的目的是防止儿童吞咽碎片,但并未与阻燃测试联动。

近年来,部分标准开始尝试“机械破坏+阻燃测试”的结合:比如欧盟EN 71-2《玩具安全 第2部分:燃烧性能》中,对于“可能被儿童咀嚼的纺织品玩具”,要求先进行“耐磨损测试”(模拟咀嚼的机械破坏),再做燃烧测试;美国ASTM F963-21《玩具安全标准》中,对于塑料玩具,要求“经过模拟使用(包括咀嚼)后”再测试阻燃性能。

国内标准也在跟进:GB 6675.2-2014修订版(征求意见稿)中,增加了“动态破坏后燃烧性能测试”的条款,明确要求“针对可能被儿童咀嚼的产品,需模拟咀嚼后的燃烧性能”。这些尝试说明,“模拟咀嚼场景”已从“行业讨论”走向“标准实践”。

模拟咀嚼场景的测试方法:从“机械模拟”到“多因素耦合”

模拟咀嚼场景的测试方法需兼顾“真实性”与“可操作性”,目前行业内的主流方案是“机械咀嚼装置+唾液模拟+阻燃测试”的三段式流程:

第一步是“机械咀嚼模拟”:使用模拟儿童牙齿的装置(通常为圆柱形或尖形探头),施加与儿童咬合力匹配的压力(0-6岁儿童咬合力约10-50N,根据年龄段调整),对样品进行反复咬合(通常100-500次,模拟1-4周的使用)。比如针对塑料玩具,探头直径约5mm,压力设为30N,咬合次数100次;针对纺织品,探头设为锯齿形,模拟牙齿撕咬。

第二步是“唾液环境模拟”:将咀嚼后的样品浸泡在人工唾液中(成分包括氯化钠、氯化钾、氯化钙、淀粉酶,pH值6.8-7.0,模拟儿童唾液的化学环境),浸泡时间通常为30-60分钟,模拟咀嚼时的唾液浸泡效应。

第三步是“阻燃性能测试”:将经过前两步处理的样品,按照原标准的阻燃测试方法(如垂直燃烧、水平燃烧)进行测试,记录燃烧时间、火焰高度、滴落物情况等指标。比如塑料玩具经过咀嚼和唾液浸泡后,进行垂直燃烧测试,若燃烧时间超过原标准的2倍,则判定为“不符合要求”。

争议与平衡:“必要性”与“可行性”的行业对话

关于“模拟咀嚼是否应纳入阻燃检测”,行业内存在两种不同声音:

反对者认为,模拟咀嚼的“标准化”难度大——儿童的咀嚼力度、次数、方式存在个体差异,无法用统一的参数覆盖所有情况;此外,模拟咀嚼会增加企业的测试成本(比如额外的装置、时间),尤其是中小企业可能难以承受。

支持者则强调,“必要性”优先于“可行性”——儿童的咀嚼行为是普遍存在的,而非“个别案例”。比如2021年某起事故:一名2岁儿童咬断婴儿车扶手的塑料装饰条,装饰条燃烧后导致儿童手部灼伤。该装饰条原本通过了垂直燃烧测试,但被咬断后变成细绳状,燃烧速度从原有的5mm/s提升至20mm/s——这一事故直接说明,传统测试无法防范“咀嚼后的风险”。

事实上,“可行性”问题已逐步解决:目前已有标准化的机械咀嚼装置(如德国DIN EN ISO 10993-17中的咀嚼模拟器),且参数已根据儿童行为学研究确定(比如咬合力取“50th百分位”,即覆盖50%儿童的行为)。

此外,部分企业已主动将模拟咀嚼纳入内部测试流程——比如某玩具品牌要求,所有塑料玩具必须经过“100次咬合+唾液浸泡”后,再通过阻燃测试。

案例验证:模拟咀嚼后阻燃性能的“断崖式下降”

多个实际案例已验证,模拟咀嚼场景能有效暴露传统测试未覆盖的风险:

案例1:某款塑料玩具汽车,原样品通过GB 6675.2-2014的垂直燃烧测试(燃烧时间3秒,无滴落物)。经过模拟咀嚼(30N压力,100次咬合)后,玩具的车门边角被咬出2mm深的缺口,进行垂直燃烧测试时,燃烧时间延长至12秒,且产生滴落物——滴落物点燃了下方的棉花(模拟儿童的衣物),符合“危险燃烧”的判定条件。

案例2:某款毛绒安抚巾,原样品的水平燃烧速度为8mm/min(符合标准≤10mm/min的要求)。经过模拟咀嚼(锯齿形探头,50次咬合+唾液浸泡30分钟)后,纤维断裂、绒毛脱落,燃烧速度提升至28mm/min,超过标准要求——更危险的是,燃烧时产生了“阴燃”(无明显火焰,但释放一氧化碳),这是传统测试无法检测到的风险。

案例3:某款婴儿牙胶(硅胶材质),原样品的阻燃测试通过(不燃烧)。但经过模拟咀嚼(50N压力,200次咬合+唾液浸泡60分钟)后,硅胶表面出现裂纹,内部的阻燃剂(氢氧化铝)析出,测试时样品开始燃烧,且释放出刺激性气味——这一结果直接推翻了“硅胶不燃烧”的传统认知。

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