你是否曾在电器、插座、建筑材料甚至儿童睡衣上看到过“阻燃”或“防火”之类的标签?然后默默地想:这些东西真的不会着火吗?
答案是:不,它们并非完全防火。更确切地说,它们“不易燃”或“一旦着火就能自熄”。我们将探讨其背后的科学原理:“阻燃等级”。这并非营销噱头,而是一项严谨的科学标准——它能为你争取宝贵的逃生时间,尤其是在火灾中。
首先,让我们澄清一个常见的误解:除了少数无机材料(例如石头和钢铁)之外,大多数物质在足够高的温度和氧气条件下都会燃烧。我们所说的“阻燃性”是指通过物理或化学方法赋予材料以下一种或多种特性:
阻燃等级通过标准化的测试方法量化这种“耐火性”。
在塑料、电子及相关领域,最著名、应用最广泛的基准是美国UL(美国保险商实验室)认证的UL94标准。该标准通过一系列严格的燃烧测试来评定产品等级。
您可以将 UL94 评级视为“燃烧考试分数”,其主要“分数等级”从高到低依次为:
测试性能:最高级别之一。样品经受两次10秒的火焰照射。每次照射后,火焰均在10秒内自发熄灭,且无任何可燃颗粒滴落。
通俗地说:极其“冷漠”——一看到火苗就逃走,拒绝停留,不留下任何“痕迹”(火花)。
应用范围: 高品质的电源插座、手机充电器、路由器、电脑电源以及其他交流电供电的发热设备均应符合V-0标准。这是保障家庭用电安全的关键一环。
例如:如图所示,浙江恩威电气有限公司生产的电缆冷缩套管所用材料采用 V-0 级阻燃材料。
测试性能:火焰移除后 30 秒内同样熄灭,但燃烧过程中不允许产生可能引燃棉花的燃烧颗粒。
通俗解释:比V-2火箭更安全,不会产生火花。
测试性能:可承受两次 10 秒的火焰照射,并在火焰移开后 30 秒内自行熄灭。但是,燃烧过程中可能会有燃烧颗粒滴落,并有可能引燃下方的棉花。
通俗解释:火焰移除后会自行熄灭,但会“掉落火花”。这些火花在特定环境下(例如,在纸张或合成纤维附近)可能会引发二次火灾。
应用范围:适用于对滴水要求不高的内部结构部件或外部部件。
测试性能:水平放置的试样以缓慢的速度燃烧,燃烧长度不超过规定值。
通俗解释:它会燃烧,但速度很慢。适用于火灾风险极低的产品,例如某些玩具或非关键结构部件。
注意:许多廉价、未经认证的电源插座和充电器外壳可能使用这种等级或不合格的材料,造成严重的安全隐患!
除此之外,更高等级的“专家级”评级,如 5VA 和 5VB,需要通过更严格的垂直面板测试,通常用于大型设备外壳或风险极高的应用。

UL94 标准主要通过两种测试方法来评估材料的阻燃性:垂直燃烧和水平燃烧。
1.样品制备:从材料中制备标准尺寸的条状试样(通常为 125mm×13mm)。
2.测试环境:在控制良好的实验室环境中进行,以避免气流干扰。
3.火焰应用:使用标准本生灯,将火焰高度(甲烷火焰)设置为 20 毫米,蓝色内火焰高度设置为 10 毫米。
4.测试步骤:将火焰置于试样底部上方 10mm 处,持续 10 秒钟,然后移开火焰。记录燃烧行为。
5.重复测试:火焰熄灭后(或 30 秒后),重新点燃火焰 10 秒钟。
6.观察与记录:记录火焰熄灭时间、燃烧液滴的存在情况以及下方棉花的着火情况。
UL94 测试通过模拟材料在不同方向(水平、垂直)和火焰强度下点燃时的行为,提供了一种相对客观的阻燃性能评估体系。V-0 级优于 V-1 级,V-1 级优于 V-2 级,而 5VA/5VB 级则代表更高的阻燃等级。在选择电子产品,尤其是高功率或长时间运行的设备时,确认塑料部件使用高阻燃等级的材料是一项至关重要的安全措施。
| 年级 | 测试方法 | 火焰持续时间 | 滴落 | 应用 |
| V-0 | 垂直燃烧 | 每次测试中,火焰均在 10 秒内熄灭 | 禁止滴落燃烧物 | 高端家电、汽车零部件 |
| V-1 | 垂直燃烧 | 每次测试中,火焰均在 30 秒内熄灭 | 禁止滴落燃烧物 | 工业产品、电气设备 |
| V-2 | 垂直燃烧 | 每次测试中,火焰均在 30 秒内熄灭 | 允许燃烧液滴 | 通用家电外壳 |
| 5VA | 面板垂直燃烧 | 火焰会在60秒内熄灭,不允许有孔洞。 | 禁止滴落燃烧物 | 高安全性设备外壳 |
| 5VB | 面板垂直燃烧 | 火焰在60秒内熄灭,允许有孔。 | 禁止滴落燃烧物 | 高安全性设备外壳 |
| HB | 水平燃烧 | 燃烧速度<75毫米/分钟(3毫米厚度) | 无限制 | 一般材料,日常用品 |
塑料是碳氢化合物,也是优良的燃料。我们如何才能使它们阻燃呢?科学家主要采用以下几种机制:
1.窒息效应:阻燃剂受热分解,释放出不可燃气体(如氮气、二氧化碳),降低氧气浓度,从而“窒息”火焰。
2.冷却效果:某些阻燃剂(如氢氧化铝)在分解过程中会吸收大量热量,降低材料表面温度,从而达到冷却效果。
3.形成隔热层:这是一种高效的阻燃方法。阻燃剂会在塑料燃烧表面诱导形成多孔致密的碳层。这层碳层如同“盔甲”,将内部塑料与氧气和火焰隔绝开来,同时阻止热量的进一步传递。
4.中断链式反应:在气相中,阻燃剂捕获燃烧所必需的自由基,从而中断燃烧的链式反应。
1.家用电器安全:如果电饭煲、插座和充电器的外壳等级为 V-0,则表示即使发生内部短路火灾,火焰也很难烧穿外壳并引燃其他物品。
2.电子设备:手机、电脑主板和移动电源内部电路板材料的阻燃等级直接影响电池热失控时能否有效控制火势。
3.房屋装修:在房屋火灾初期,使用 B1 级材料进行天花板、墙板和电线管道的施工,可以为您争取宝贵的逃生和灭火时间。
4.公共交通:飞机、高速列车和地铁的座椅、内饰板和线路必须符合最高的阻燃标准——这是公共安全的生命线。
了解阻燃等级至关重要,但要保持科学理性:
阻燃性并不等同于无害性:一些老式阻燃剂燃烧时可能会释放有毒气体。然而,随着技术的进步,环保型无卤阻燃剂已成为主流。
它仅仅是一种“延缓策略”: 阻燃的目的是减缓燃烧速度,创造逃生条件,而不是使物体在烈火中坚不可摧。没有任何材料能够承受长时间的极端高温。
全面防护是关键:安全是一个系统。除了材料的阻燃性之外,安装烟雾报警器、配备灭火器和规划逃生路线同样至关重要。
作为消费者,我们应该如何选择?(实用建议)
理论的价值远不及实际应用。请记住以下几点:
阻燃性能的质量往往决定着紧急情况下的应对结果。在购买电气元件、电缆附件、电器外壳及类似产品时,优先选择采用通过高等级阻燃测试(例如 UL94 V-0)的材料制成的产品,意味着为您的设备、环境乃至生命安全增加一层额外的保护。