在日常生活中，從家用電器外殼到電子設(shè)備的內(nèi)部元件，從汽車內(nèi)飾到建筑材料的挑選，我們無(wú)時(shí)無(wú)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(lái)便利的同時(shí)，也潛藏著火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。如何科學(xué)地評(píng)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(xiàng)至關(guān)重要的實(shí)驗(yàn)——垂直燃燒測(cè)試。

一、什么是垂直燃燒測(cè)試？

垂直燃燒測(cè)試，在業(yè)界最常被稱為 UL-94 V測(cè)試（由美國(guó)保險(xiǎn)商實(shí)驗(yàn)室Underwriters Laboratories制定），是一種被國(guó)際廣泛接受的、用于評(píng)估塑料和聚合物材料可燃性的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室方法。

顧名思義，該測(cè)試的核心在于將條形試樣垂直固定，然后用一個(gè)規(guī)定高度和火焰強(qiáng)度的本生燈（或特制火焰源）對(duì)其底部邊緣進(jìn)行定向灼燒。通過(guò)觀察材料在移開(kāi)火源后的燃燒行為，如是否持續(xù)燃燒、燃燒時(shí)間多長(zhǎng)、是否產(chǎn)生有焰滴落物等，來(lái)對(duì)其阻燃性能進(jìn)行分級(jí)。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，它模擬了材料在真實(shí)火災(zāi)中最不利的情況之一——火焰從其下方開(kāi)始燃燒，并測(cè)試其抵抗火焰蔓延和自熄的能力。

二、為什么垂直燃燒測(cè)試如此重要？

安全性評(píng)估：它是產(chǎn)品安全設(shè)計(jì)的關(guān)鍵一環(huán)。通過(guò)該測(cè)試，制造商可以篩選出阻燃性能達(dá)標(biāo)的材料，從而降低產(chǎn)品因電氣故障、過(guò)熱等原因引發(fā)火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)，或在火災(zāi)發(fā)生時(shí)延緩火勢(shì)蔓延，為人員逃生和救援爭(zhēng)取寶貴時(shí)間。

材料篩選與比較：它為工程師和產(chǎn)品設(shè)計(jì)師提供了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)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(jí)快速篩選出符合安全要求的材料。

合規(guī)與認(rèn)證：許多國(guó)際安全標(biāo)準(zhǔn)（如IEC、GB系列標(biāo)準(zhǔn)）和行業(yè)規(guī)范（如電子、電器、汽車行業(yè)）都強(qiáng)制要求特定用途的材料必須通過(guò)某一等級(jí)的垂直燃燒測(cè)試。它是產(chǎn)品獲得安全認(rèn)證（如CE、UL等）的前提條件。

三、測(cè)試是如何進(jìn)行的？（以UL-94 V-0, V-1, V-2等級(jí)為例）

測(cè)試過(guò)程嚴(yán)謹(jǐn)而標(biāo)準(zhǔn)，主要步驟如下：

試樣制備：將待測(cè)材料制成規(guī)定尺寸的長(zhǎng)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(shí)間，或在高溫烘箱中進(jìn)行預(yù)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(yàn)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(lán)色火焰）對(duì)準(zhǔn)試樣底部中心灼燒10秒。

觀察記錄：移開(kāi)火焰，記錄試樣有焰燃燒時(shí)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(duì)其施焰10秒。

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

計(jì)算與判定：將兩次有焰燃燒時(shí)間相加，并根據(jù)每組五個(gè)試樣的測(cè)試數(shù)據(jù)，對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)中的判據(jù)來(lái)確定材料的等級(jí)。

四、如何理解測(cè)試結(jié)果？常見(jiàn)的等級(jí)劃分

垂直燃燒測(cè)試的結(jié)果通常分為以下幾個(gè)主要等級(jí)，其中V-0級(jí)別最高：

V-0：

單個(gè)試樣每次移開(kāi)火焰后的有焰燃燒時(shí)間 ≤ 10秒。

每組五個(gè)試樣總的的有焰燃燒時(shí)間 ≤ 50秒。

第二次移開(kāi)火焰后，無(wú)焰燃燒（灼熱燃燒）時(shí)間 ≤ 30秒。

燃燒過(guò)程中，不允許有燃燒的滴落物引燃脫脂棉。

V-1：

單個(gè)試樣每次移開(kāi)火焰后的有焰燃燒時(shí)間 ≤ 30秒。

每組五個(gè)試樣總的的有焰燃燒時(shí)間 ≤ 250秒。

第二次移開(kāi)火焰后，無(wú)焰燃燒時(shí)間 ≤ 60秒。

燃燒過(guò)程中，不允許有燃燒的滴落物引燃脫脂棉。

V-2：

燃燒時(shí)間的要求與V-1等級(jí)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(píng)級(jí)：如果材料無(wú)法滿足以上任何一級(jí)的要求，則被判定為“不通過(guò)”或“NR”。

五、應(yīng)用領(lǐng)域

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

電子電器：手機(jī)、電腦、電視機(jī)等設(shè)備的外殼和內(nèi)部絕緣部件。

汽車工業(yè)：內(nèi)飾件、線束護(hù)套、連接器等。

航空航天：對(duì)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(cè)試遠(yuǎn)非一個(gè)簡(jiǎn)單的“燒一下”的實(shí)驗(yàn)，它是一個(gè)嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)的評(píng)估體系。它像一把嚴(yán)格的“標(biāo)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(gè)等級(jí)的提升，都意味著材料在阻止火災(zāi)發(fā)生和蔓延方面更勝一籌，也為我們的生命和財(cái)產(chǎn)安全增添了一份更堅(jiān)實(shí)的保障。