阻燃检测中如何测定材料燃烧时的最高温度？

在阻燃检测中，材料燃烧时的最高温度是评估其火灾危险性的核心指标之一，直接反映材料燃烧的剧烈程度与热释放速率。准确测定这一参数，能为材料的阻燃配方优化、火灾风险评估提供关键数据支撑。本文将从原理、设备、操作等维度，详细解析燃烧最高温度的测定方法与关键控制点。

燃烧最高温度测定的核心原理

材料燃烧时的温度变化，本质是燃烧反应热释放与环境热交换的平衡结果。当材料受热分解产生可燃气体后，与氧气混合燃烧释放热量，热量通过辐射、传导、对流传递至周围环境与材料表面。温度测定的关键是通过传感器捕捉这一过程中的峰值温度。

常用的温度传感器是热电偶，其利用两种金属丝的“塞贝克效应”——当两端存在温度差时，会产生与温度成正比的电信号。热电偶的响应速度快（毫秒级）、耐高温（可达1200℃以上），能精准捕捉燃烧过程中的瞬时高温，是阻燃检测中温度测定的“核心工具”。

常用的燃烧温度检测设备

不同材料的应用场景，需匹配不同的检测设备。锥形量热仪（CONE）是模拟真实火灾环境的首选——它通过辐射热源（如电加热锥）模拟火灾中的热辐射，能同步测量温度、热释放速率与烟密度，适用于塑料、纺织品等材料；

氧指数仪附带的温度模块，可在测定材料燃烧所需最低氧浓度的同时，记录燃烧过程中的最高温度，适合评估材料的自持燃烧能力；

水平/垂直燃烧测试仪加装温度探头后，能测定火焰传播路径上的温度变化，适用于电工产品外壳、电线电缆等材料——这类材料的燃烧温度直接关系到电气设备的火灾蔓延风险。

样品的标准化制备要求

样品的状态直接影响温度测定结果，需严格遵循标准制备：尺寸方面，ISO 5660标准中，锥形量热仪的样品需为100mm×100mm×（3-10）mm的平整试样，边缘无毛刺（毛刺会导致局部热量集中，影响温度分布）；

状态调节需在23±2℃、相对湿度50±5%的环境中放置24小时以上——吸潮的材料燃烧时，水分蒸发会吸热，导致最高温度偏低10%-15%；

样品安装需牢固：如锥形量热仪中，样品需用金属夹固定在样品架上，避免燃烧时变形或掉落，影响探头的温度捕捉。

试验过程的关键操作步骤

第一步是设备校准：热电偶需用标准温度源（如干体炉）校准，误差控制在±1℃内——传感器漂移会导致数据偏差，如未校准的热电偶，测量误差可能超过5%；

第二步是探头定位：按标准规定调整探头位置——如EN 13501要求，热电偶需距离样品表面5mm，对准燃烧区域中心；若探头离样品太远，测的是周围空气温度；太近则会接触熔融物，导致探头损坏或数据偏高；

第三步是点火与数据采集：用电火花点火时，火焰高度需控制在20mm±2mm，持续点火30秒后撤离；数据采集系统需每秒采集1次数据，直至火焰熄灭后温度回落至初始温度的110%以下——停止过早会遗漏峰值温度；

第四步是试验终止：待样品完全冷却后再取出，避免高温样品损坏设备或烫伤操作人员。

温度数据的准确获取与处理

数据采集的位置决定了温度的物理意义：材料表面温度反映热分解速率，火焰温度反映可燃气体燃烧剧烈程度，烟气温度关联热扩散风险——试验需明确测量位置，如评估材料的阻燃效果，需重点测表面温度；

数据处理需剔除异常值：如点火瞬间的电火花高温（通常超过1000℃，非材料燃烧温度），再取连续3次稳定数据的平均值作为峰值温度；

需计算“净最高温度”：即测量温度减去试验初始环境温度——环境温度波动会影响结果，如冬季试验环境温度低，未扣除的话，测量值会偏高5%左右。

影响测定结果的常见因素及控制

环境风速是关键变量：试验环境风速需控制在0.2m/s以下，否则气流会吹散火焰，导致温度测量值偏低10%-20%——需在防风罩内进行试验；

材料特性影响显著：厚壁材料（如10mm厚PVC）因导热慢，表面温度比薄壁材料（2mm厚PVC）高约30℃；添加氢氧化铝阻燃剂的材料，因阻燃剂分解吸热，最高温度可降低50℃-80℃；

设备稳定性需定期验证：热电偶使用超过100次后，金属丝会老化，塞贝克系数改变——需重新校准，避免测量误差。