第一節 織物與服裝阻燃性能測試方法
服裝材料阻燃性能的評價一般有以下指標。
（1）難易程度。
（2）火焰表面傳播速度。
（3）發煙能見度。
（4）燃燒產物的毒性。
（5）燃燒產物的腐蝕性。
其中（1）、（2）項統稱為“對火的反應”，是燃燒性能評價的最主要指標。目前國內外在阻燃織物性能測試與表征方面尚無比較全面理想的方法，常用的主要有以下幾種方法。
一、燃燒試驗法
燃燒試驗法主要用于測試材料的燃燒廣度（炭化面積和損毀長度）、續燃時間、陰燃時間。其方法是將一定尺寸的試樣在規定的燃燒箱里用規定的火源點燃12s，除去火源后測定試樣的續燃時間、陰燃時間，陰燃停止后，按規定方法測出損毀長度（炭化長度）。這是一種基本的測試方法，各國均有相應的測試標準，如：美國標準AATCC 34-66、NFPA NO.701-1966；德國標準DIN53906；英國標準BS2963A及我國標準GB5455-1997等。
二、極限氧指數法
簡稱氧指數法，是指在規定的試驗條件下，使材料恰好能保持燃燒狀態所需氧氮混合氣體中氧的最低體積濃度。我國標準GB5454-1997規定試樣恰好燃燒2min自熄或損毀長度恰好為40mm時所需氧的百分含量即為試樣的氧指數值。極限氧指數試驗是在氧指數測定儀上進行的。目前常用的測試方法是將一定尺寸的試樣用試樣夾垂直夾持于透明燃燒筒內，筒中有按一定比例混合的向上流動的氮氧氣流。用特定的點火器點燃試樣的上端，觀察隨后的燃燒現象，記錄持續燃燒時間或燃燒過的距離，試樣的燃燒時間超過3min或火焰前沿超過50mm標線時降低氧濃度，試樣的燃燒時間不足3min或火焰前沿不到標線時增加氧濃度，如此反復操作，從上下兩側逐漸接近規定值，至兩者的濃度差小于0.5%。
三、煙密度箱實驗法
該法是由美國國家標準局（NBS）研發的，使用標準為ASTM E662-83。所用設備為煙密度箱，結構如圖2-1所示。測試方法：試樣在箱內垂直固定，試驗時令試樣在箱內燃燒產生煙霧，并測定穿過煙霧的平行光束的透光率（T%）變化，再計算比光密度，即單位面積試樣產生的煙擴散在單位容積煙箱單位光路長的煙密度，用Ds表示。測試比光度法的原理為：當光速通過煙密度箱內的煙層，光強度的衰減規律符合朗伯—比耳定律，利用測光系統來測量透光率（T%）的變化，從而表征煙濃度的變化。
圖2-1 煙密度箱
1—光電倍增管罩 2—試驗箱 3—送風板 4—帶窗的活動門 5—排氣口控制器 6—輻射儀輸出插孔 7—溫度指示器 8—自耦變壓器 9—爐子開關 10—電壓表 11—熔斷器 12—輻射儀空氣流量計 13—燃氣和空氣流量計 14—流量計截流閥 15—樣品移動調節器 16—光源開關 17—光源電壓插孔 18—線路開關 19—箱基 20—指示燈 21—微光度計 22—光學體系桿 23—光學體系下透光窗 24—排氣口調節器 25—進氣口調節器 26—入口孔
四、熱分析法
熱分解過程是材料產生可燃性揮發物的第一個基本過程，因此以熱質量損失（TG）法和差示掃描量熱（DSC）法為主的熱分析技術在提高織物與服裝阻燃性能研究中得到了應用。TG法是通過等溫或恒定升溫速率加熱樣品材料，觀察樣品加熱時的失重行為和規律，進一步分析和判斷材料產生可燃性物質揮發的速率及加熱速率、溫度、環境條件對材料熱解過程的影響，它還可以幫助理解熱解的微觀過程和機理。DSC法主要是研究在等溫或一定加熱速率下加熱時，織物樣品材料的熱效應變化，有助于分析織物在受熱過程中與熱效應相關聯的熱解機理和對燃燒過程的影響。此外，也有學者將傅里葉紅外光譜（FT-IR）和氣相色譜等測試手段用于材料的阻燃機理分析。
五、錐形量熱儀法
錐形量熱儀法最初是由美國國家標準與技術研究院提出的一種用來測定材料熱釋放速率的方法。錐形量熱儀的設計符合以下標準：ISO 5660-1對火反應試驗，熱釋放率、發煙率和質量損失率；ASTM E1345-94使用耗氧量熱計測試材料和產品的熱和可見煙霧釋放速率的測定；BS476 Pt.15建筑材料燃燒和結構試驗，產品熱釋放速率的測定。錐形量熱儀是根據材料燃燒耗氧量原理，每消耗1kg氧氣釋放出的熱量約為13.1MJ，測量材料的熱釋放、點燃時間、氧消耗情況、CO和CO2產生量和燃燒氣體的流量。通過上述參數，可研究小型阻燃試驗結果與大型阻燃試驗結果的關系，并能分析織物所用阻燃劑的性能和估計阻燃織物在真實火災中的危險程度。圖2-2是實驗室用的莫帝斯燃燒技術（中國）有限公司生產的錐形量熱儀。
圖2-2 錐形量熱儀
錐形量熱儀所用試樣尺寸大小為100mm×100mm的正方形，燃燒時暴露面積為0.01m2，厚度6～50mm，材料外形完整，材質均勻。測定時試樣與加熱器的距離為25cm，點火器置于試樣上部13cm處，廢氣鼓風機流量約為0.024m3/s。測試時通過排氣罩排出全部燃燒氣體。由廢氣采樣管收集廢氣試樣，在氣體分析器中分析其中的O2、CO和CO2。錐形量熱儀在阻燃材料研究中應用越來越廣，簡單概括為以下幾方面。
1.研究阻燃機理
利用錐形量熱儀測得的有效燃燒熱（EHC）、熱釋放率（HRR）和CO、CO2含量等參數，可將經阻燃與未經阻燃處理的聚合物進行對比，用以分析材料在裂解過程中的阻燃情況，得出的分析結果對研究阻燃機理很有幫助。
2.評價阻燃材料的燃燒性和阻燃性
錐形量熱儀測得的熱釋放速率（HRR）及其峰值（pkHRR）、總釋放量（THR）、點燃時間（TTI）等燃燒性能參數可以判斷潛在的火災危險性。因為pkHRR和TTI是由外部熱輻射量、通風速度和破壞程度決定的，而THR是材料內部能量的測量，獨立于環境因素，將兩者結合起來用以評定材料的火災危險性與大型試驗結果有很好的相關性。
3.評價阻燃材料煙和毒氣的釋放
錐形量熱儀測得的主要參數SEA是表征燃燒過程每時每刻發煙量的動態參數，能體現單位質量揮發物轉換成煙的比率，其數據與大型試驗的煙參數有較好的相關性。利用錐形量熱儀還可以研究阻燃材料中煙及毒氣的產生，測定阻燃劑的加入對材料成煙的影響，從煙釋放角度對材料的阻燃性能進行評估。