一、材料燃烧毒性指数(CIT)测定仪,它是一个专门用于评估材料在受控燃烧或热解条件下释放气体的毒性的精密科学仪器。用于评估建筑材料防火安全与认证、交通工具(航空、高铁、船舶、汽车)内饰材料防火安全、电线电缆护套材料阻燃与低烟低毒性能评价、电子电器产品所用塑料的防火安全、家具及软垫填充物(尤其是泡沫)的防火性能、消防科研与火灾科学基础研究、新材料(如阻燃剂、复合材料)的防火安全性开发与优化、制定和修订防火安全法规与标准.
二、材料燃烧毒性指数测定的目的
量化火灾风险: 火灾中造成人员伤亡的主要原因之一是吸入有毒烟气。CIT测定仪旨在模拟材料在火灾初期或发展阶段的燃烧/热解过程,并测量其产生的有毒气体的类型、浓度和释放速率。
材料燃烧毒性分为以下四个安全等级:
1、安全级 (AQ): 烟气浓度达到实验动物在30min内无死亡的浓度时,材料的实际用量 ≤ 该浓度下的理论用量 × 25。 (毒性最低)
2、准安全级 (ZA): 烟气浓度达到实验动物在30min内无死亡的浓度时,材料的实际用量 ≤ 该浓度下的理论用量 × 25 ~ 50。
3、危险级 (WX): 烟气浓度达到实验动物在30min内死亡数≤50%(达到LC₅₀)的浓度时,材料的实际用量 ≤ 该浓度下的理论用量 × 0.8 ~ 5。
4、剧毒级 (JD): 烟气浓度达到实验动物在30min内死亡数≤50%(达到LC₅₀)的浓度时,材料的实际用量 ≤ 该浓度下的理论用量 × 0.8。 (毒性最高)

ZY6282A 燃烧毒性指数(CIT)测定仪三、评估材料安全性: 通过测量和计算,得出一个材料燃烧毒性指数(通常称为 CIT 值),用于比较不同材料在火灾中的相对毒性危害,为材料选择、防火安全设计和法规制定提供科学依据。
四、主要组成部分和工作原理
1.燃烧/热解室: 这是核心部分。样品在受控条件下(如特定的升温速率、温度范围、氧气浓度、辐射热通量等)被点燃或热解。常见的测试模式包括:
1)、管式炉: 样品在惰性气体或特定气氛中程序升温热解。
2)、锥形量热仪衍生: 在锥形辐射热源下进行燃烧测试,同时收集烟气。
3)、NBS烟密度箱衍生: 在特定辐射热通量下进行燃烧测试。
2.烟气收集与传输系统: 燃烧/热解产生的烟气被稳定地、无损失地收集起来,通过加热的传输管线输送到分析系统,防止气体冷凝或反应。
3、气体分析系统: 这是关键部分,用于实时或准实时分析烟气中的主要毒性气体。通常监测的气体包括:
1)、一氧化碳 (CO): 火灾中最主要的窒息性毒气。
2)、二氧化碳 (CO₂): 高浓度也有窒息作用,同时也是燃烧效率的指标。
3)、氰化氢 (HCN): 含氮材料(如聚氨酯泡沫、尼龙、丙烯腈)燃烧时产生的高毒性气体。
4)、氯化氢 (HCl): 含氯材料(如PVC)燃烧时产生的强刺激性、腐蚀性气体。
5)、氟化氢 (HF): 含氟材料燃烧时产生的强刺激性、腐蚀性气体。
6)、二氧化硫 (SO₂): 含硫材料燃烧时产生的刺激性气体。
7)、氮氧化物 (NOx): 含氮材料在富氧条件下燃烧产生。
8)、甲醛及其他挥发性有机化合物 (VOCs): 某些材料热解时产生。
9)、氧气 (O₂) 消耗: 也是衡量毒性的间接指标。
10)、(可选) 其他特定气体: 如溴化氢 (HBr)、氨气 (NH₃) 等,取决于被测材料。
11)、常用分析技术: 傅里叶变换红外光谱 (FTIR) - 可同时检测多种气体,是最常用的核心设备;电化学传感器;化学检测管;特定气体分析仪(如 CO/CO₂ 红外分析仪);气相色谱-质谱联用仪 (GC-MS) - 用于详细分析复杂有机物。
4、流量测量与稀释系统: 精确测量通过燃烧室和采集系统的气体流量。通常配备动态稀释系统,将高浓度的烟气按已知比例与新鲜空气混合,使其浓度落在分析仪的最佳量程内。
5、数据采集与处理系统: 实时采集来自各种传感器和分析仪的信号(气体浓度、温度、流量、时间等)。核心功能是:
1)、计算毒性指数: 基于测得的气体浓度(通常转化为质量浓度,如 mg/g 材料)和该气体已知的剂量-反应关系(通常用 LC₅₀ - 半数致死浓度 或其倒数表示),计算每种主要毒性气体的“毒性贡献”。
2)、整合 CIT 值: 最常用的方法是 N-gas 模型(或其变种),将各主要毒性气体的贡献相加,得到综合燃烧毒性指数 (CIT)。公式简化表示为: CIT = (m_CO / LC₅₀_CO) + (m_HCN / LC₅₀_HCN) + ... + k * (21 - [O₂]_min) / [O₂]_min (其中 m 是某气体的生成量,LC₅₀ 是其30分钟暴露的半数致死浓度值,[O₂]_min 是氧气最低浓度,k 是经验常数)。