在日常生活中，從家用電器外殼到電子設備的內(nèi)部元件，從汽車內(nèi)飾到建筑材料的挑選，我們無時無刻不被各種塑料和聚合物材料所包圍。然而，這些材料在帶來便利的同時，也潛藏著火災風險。如何科學地評估和比較不同材料的燃燒特性，確保其在使用中的安全性？這就引出了一項至關(guān)重要的實驗——垂直燃燒測試。

一、什么是垂直燃燒測試？

垂直燃燒測試，在業(yè)界最常被稱為 UL-94 V測試（由美國保險商實驗室Underwriters Laboratories制定），是一種被國際廣泛接受的、用于評估塑料和聚合物材料可燃性的標準實驗室方法。

顧名思義，該測試的核心在于將條形試樣垂直固定，然后用一個規(guī)定高度和火焰強度的本生燈（或特制火焰源）對其底部邊緣進行定向灼燒。通過觀察材料在移開火源后的燃燒行為，如是否持續(xù)燃燒、燃燒時間多長、是否產(chǎn)生有焰滴落物等，來對其阻燃性能進行分級。

簡單來說，它模擬了材料在真實火災中最不利的情況之一——火焰從其下方開始燃燒，并測試其抵抗火焰蔓延和自熄的能力。

二、為什么垂直燃燒測試如此重要？

安全性評估：它是產(chǎn)品安全設計的關(guān)鍵一環(huán)。通過該測試，制造商可以篩選出阻燃性能達標的材料，從而降低產(chǎn)品因電氣故障、過熱等原因引發(fā)火災的風險，或在火災發(fā)生時延緩火勢蔓延，為人員逃生和救援爭取寶貴時間。

材料篩選與比較：它為工程師和產(chǎn)品設計師提供了一個標準化、可量化的比較工具。在眾多候選材料中，他們可以根據(jù)UL-94等級快速篩選出符合安全要求的材料。

合規(guī)與認證：許多國際安全標準（如IEC、GB系列標準）和行業(yè)規(guī)范（如電子、電器、汽車行業(yè)）都強制要求特定用途的材料必須通過某一等級的垂直燃燒測試。它是產(chǎn)品獲得安全認證（如CE、UL等）的前提條件。

三、測試是如何進行的？（以UL-94 V-0, V-1, V-2等級為例）

測試過程嚴謹而標準，主要步驟如下：

試樣制備：將待測材料制成規(guī)定尺寸的長條狀試樣（通常為125mm x 13mm）。

狀態(tài)調(diào)節(jié)：將試樣在特定溫度（23±2°C）和濕度（50±5%）條件下放置一定時間，或在高溫烘箱中進行預處理，以消除環(huán)境因素影響。

安裝試樣：將試樣垂直固定在專用的試驗箱中，其底部距火焰噴燈頂端一定距離。

第一次施焰：將噴燈火焰（通常為20mm高的藍色火焰）對準試樣底部中心灼燒10秒。

觀察記錄：移開火焰，記錄試樣有焰燃燒時間（After Flame Time)。

第二次施焰：待試樣上的火焰熄滅后（如果它自己熄滅了），立即再次對其施焰10秒。

再次觀察記錄：第二次移開火焰后，再次記錄有焰燃燒時間和無焰燃燒（灼熱燃燒）時間。同時密切觀察燃燒過程中是否產(chǎn)生有焰滴落物，這些滴落物是否會引燃下方放置的干燥脫脂棉。

計算與判定：將兩次有焰燃燒時間相加，并根據(jù)每組五個試樣的測試數(shù)據(jù)，對照標準中的判據(jù)來確定材料的等級。

四、如何理解測試結(jié)果？常見的等級劃分

垂直燃燒測試的結(jié)果通常分為以下幾個主要等級，其中V-0級別最高：

V-0：

單個試樣每次移開火焰后的有焰燃燒時間 ≤ 10秒。

每組五個試樣總的的有焰燃燒時間 ≤ 50秒。

第二次移開火焰后，無焰燃燒（灼熱燃燒）時間 ≤ 30秒。

燃燒過程中，不允許有燃燒的滴落物引燃脫脂棉。

V-1：

單個試樣每次移開火焰后的有焰燃燒時間 ≤ 30秒。

每組五個試樣總的的有焰燃燒時間 ≤ 250秒。

第二次移開火焰后，無焰燃燒時間 ≤ 60秒。

燃燒過程中，不允許有燃燒的滴落物引燃脫脂棉。

V-2：

燃燒時間的要求與V-1等級完全相同。

但允許有燃燒的滴落物引燃下方的脫脂棉。這是V-2與V-1最根本的區(qū)別，也使其安全性低于V-1。

不評級：如果材料無法滿足以上任何一級的要求，則被判定為“不通過”或“NR”。

五、應用領(lǐng)域

垂直燃燒測試的應用極其廣泛，幾乎所有使用塑料和聚合物的行業(yè)都會涉及：

電子電器：手機、電腦、電視機等設備的外殼和內(nèi)部絕緣部件。

汽車工業(yè)：內(nèi)飾件、線束護套、連接器等。

航空航天：對材料阻燃性要求極高的艙內(nèi)材料、零部件。

建筑材料：某些特定用途的塑料管道、隔熱材料等。

垂直燃燒測試遠非一個簡單的“燒一下”的實驗，它是一個嚴謹、科學的評估體系。它像一把嚴格的“標尺”，衡量著材料在火焰面前的抵抗能力，為產(chǎn)品的安全性能提供了至關(guān)重要的數(shù)據(jù)支撐。從V-2到V-0，每一個等級的提升，都意味著材料在阻止火災發(fā)生和蔓延方面更勝一籌，也為我們的生命和財產(chǎn)安全增添了一份更堅實的保障。