阻燃检测中样品燃烧后的重量损失如何计算？

在阻燃检测中，样品燃烧后的重量损失（又称质量损失）是评估材料热稳定性与阻燃性能的核心指标之一，它通过量化材料燃烧过程中的分解、挥发或炭化程度，直接反映阻燃剂的抑燃、成炭效果。准确计算重量损失不仅是GB/T 2408、UL 94、ISO 5660等主流标准的强制要求，也是企业验证防火合规性、优化阻燃配方的关键依据。本文将从定义、准备、测量到误差控制，全面拆解重量损失的规范计算逻辑。

重量损失的定义与检测标准关联

阻燃检测中的重量损失，指样品在规定燃烧条件下，燃烧前后的质量差值占初始质量的百分比（默认质量分数）。其核心意义在于，通过相对值量化材料的分解程度——重量损失越小，说明材料燃烧中保留的固态成分越多，阻燃性能通常更优。

不同标准对重量损失的应用场景不同：UL 94垂直燃烧（V级）中，重量损失是辅助判断“滴落引燃”的补充指标；ISO 5660锥形量热仪测试中，重量损失是实时监测的参数（质量损失速率MLR，单位g/s），直接关联热释放速率计算；GB/T 2408水平燃烧测试中，重量损失是评估“燃烧蔓延速度”的间接依据。

需注意，部分标准明确“重量损失范围”：UL 94要求包含样品残余物与滴落物，GB/T 8626（建筑材料可燃性）仅统计样品本体残余——计算前需先确认标准条款，避免范围错误。

此外，重量损失与“剩余质量分数”互补（剩余质量分数= m1/m0×100%，重量损失率=100%-剩余质量分数），两者可相互验证计算准确性。

计算前的样品准备要求

样品状态直接影响测量准确性，需严格预处理：尺寸与形状需符合标准——UL 94 V级样条为127mm×12.7mm×（0.8-13）mm，边缘打磨光滑（避免边缘提前分解导致误差）；GB/T 2408水平燃烧样条为150mm×15mm×3mm。

环境调节是关键：样品需在23℃±2℃、50%±5%湿度下放置48小时以上，直至恒重（连续两次质量差≤0.1%）——未恒重的样品会因水分蒸发导致“虚假损失”，高估分解程度。

样品清洁不可少：用无水乙醇擦拭表面去除油污、灰尘（外来杂质会增加m0，导致重量损失偏小）；多组样品需标注唯一编号（如“Sample-01-V-3mm”），避免燃烧前后混淆。

燃烧前后的重量测量规范

测量工具需匹配精度：初始质量≥1g的样品用精度0.01g的分析天平，＜1g的微型样品用0.1mg精度天平（UL 94样品通常2-5g，选0.01g天平即可）。

初始重量（m0）测量：样品放天平中央，待示数稳定后读值，重复3次取平均（消除随机误差）；燃烧后重量（m1）需冷却至室温（≤25℃）再测——热样品会因空气浮力导致m1偏小，高估损失。

滴落物收集需合规：UL 94测试中，样品下方100mm处放置石棉布收集滴落物，m1需包含样品残余与滴落物（如样品残余2.5g+滴落物0.1g，m1=2.6g）；GB/T 2408水平燃烧无需收集滴落物。

基础计算公式的推导与应用

基础公式：重量损失率（WL）=（m0-m1）/ m0 × 100%。其中m0为初始质量，m1为总残余质量（单位需统一，如均用g）。

公式用“百分比”是为消除尺寸差异：3g样品损失0.6g与1g样品损失0.2g，百分比均为20%，说明分解程度一致——相对值更反映材料本身性能。

实例：某ABS样品m0=3.25g，燃烧后m1=2.58g（含滴落物0.1g），则WL=（3.25-2.58）/3.25×100%≈20.6%，若UL 94 V级要求≤25%，则符合要求。

不同检测标准下的参数调整

标准差异需调整参数：UL 94需收集滴落物计入m1，GB/T 2408水平燃烧无需；ISO 5660燃烧30分钟算总损失，UL 94燃烧“10秒×2次”算总损失；ISO 5660需去除松散残渣，UL 94保留所有残渣。

例如UL 94-2021标准“Section 8.6”明确：“重量损失为初始质量与样品+滴落物质量的差值”——需严格按标准条款调整，避免参数错误。

燃烧残渣的处理与重量修正

残渣分“结合态”（与样品紧密结合的炭层，需保留）和“松散态”（灰烬，按标准处理）：ISO 5660需刷去松散残渣，UL 94保留所有残渣——去除结合态残渣会导致m1偏小，高估损失。

滴落物中的杂质需去除：如石棉布纤维混入滴落物，用镊子挑出（避免m1偏大，低估损失）；熔融滴落球（如PA66燃烧后的熔融球）需计入m1，属于未完全分解的固态成分。

常见误差来源及避免方法

误差主要来自四环节：样品未恒重（解决：严格调节至连续两次质量差≤0.1%）；天平未校准（每天用标准砝码校准，误差≤0.01g）；燃烧后未冷却（冷却30分钟至室温）；滴落物未收集（用200mm×200mm石棉布覆盖样品下方）。

此外，样品编号错误需避免：用记号笔标注唯一编号，燃烧前后拍照记录，确保对应关系准确。

实例演示：以UL 94 V-0级测试为例

1、样品信息：PC/ABS合金，尺寸127mm×12.7mm×3mm，m0=3.50g（恒重后）。

2、燃烧条件：两次10秒燃烧，样品均1.5秒内自熄，无滴落引燃棉花。

3、燃烧后处理：冷却30分钟，收集样品残余2.60g+滴落物0.15g，m1=2.75g。

4、计算：WL=（3.50-2.75）/3.50×100%≈21.4%。

5、结果：UL 94 V-0级要求≤35%，符合标准。

需注意，重量损失是辅助指标，需与“自熄时间”“滴落引燃”等主指标结合判断——若滴落引燃棉花，即使重量损失符合要求，也判定为不符合。