闭口杯闪点测试指南

闭口杯闪点测试指南
【摘要】本文介绍了国内外测定闭口杯闪点的常用标准方法以及各自的适用范围，根据产品种类的不同采用不同的方法测定闪点。

文章对影响闪点测定准确性的关键因素进行了探讨，包括仪器的安置、仪器的校验以及样品的处理等。

【关键词】闭口杯闪点测试方法标准
闪点是在规定的试验条件下，用规定的方法测试时，利用测试火源能使试验样品的蒸汽瞬间点燃，且火焰蔓延到整个液体表面，并被校正至101.3kPa大气压下的试验样品的最低温度。

对于被测物质来说，闪点不是一个不变的理化性质，而是与仪器设计、使用的仪器情况及测试过程有关。

因此仅能根据标准试验方法来定义闪点，不保证不同方法或不同的测试仪器所测得的结果具有普遍有效的相关性。

闪点可以表示样品在受控试验条件下与空气形成可燃性混合物的倾向，它仅仅是评估物质整体燃烧危险性的指标之一。

闪点测试方法可用于测定和描述物质、产品在受控实验室条件下对热和火焰的反应的特性，不能用于描述或评价在实际着火条件下的物质、产品的着火危险性。

试验结果可作为评价着火危险性的要素，但评价着火的危险性要考虑到实际最终使用时着火危险性有关的所有因素。

在运输和安全法规方面，闪点用于定义“易燃液体”。

为了准确定义物质的易燃危险性类别，还应参考有关的特定法规。

闪点温度越低，风险越高。

闪点值还可用来作为质量控制指标以及用来控制易燃风险。

闪点值的改变可能表明存在潜在的危险、存在挥发性污染物或一种产品中掺杂了其他物质。

在规范和法规中优先考虑闭口杯闪点测试，这是因为它有更高的精度以及具有检测污染物的功能，因此本文仅介绍几种闭口杯闪点测试方法。

1 各种常用闪点测试方法的适用范围
1.1 闭口杯闪点测试方法分类
一般将闪点测试方法分为三大类：平衡测试法、快速平衡测试法和非平衡测试法。

这三种测试类型以及相关联的仪器是根据试样的温度稳定水平以及产生的蒸汽、试样量和测试时间来划分的。

宾斯基-马丁（Pensky-Martens）闭口杯法、泰格（Tag）闭口杯法、阿贝尔（Abel）闭口杯法、阿贝尔-宾斯基（Abel- Pensky）闭口杯法和常闭式闭口杯法（continuously closed cup tester）都是非平衡测试法，因为试样的测试温度在测试过程中不断升高，因此当试验火源以一定的间隔引入试验杯时，蒸汽的温度与试样的温度不完全一样（没有达到平衡）。

这种类型测试的优点是能够得到确定的闪点数据。

通常情况下，不断升高温度不是问题，但当有挥发性污染物或组分存在时，每次试验火源点火间隔时间较短，加上一定的升温速率，使得试样没有足
够的时间释放出易燃蒸汽，这可能导致结果的不可靠。

正是由于这个原因，当试样中有挥发性污染物或组分存在时，较低加热速率的非平衡测试通常比那些较高加热速率得到的测试结果质量要好。

对于含有挥发性污染物或组分的液体和半固体来说，平衡测试法是个更好的选择，而且由于样品温度恒定或以很慢的速率增加，可用来进行法规符合性确认。

在试验火源引入试验杯之前，这种方法可以使试样有足够的时间积聚蒸汽并且与试样达到平衡。

试验火源在不同的试样温度下引入试验杯，进行闪点测试，或者试验火源只引入试验杯一次进行“闪燃-非闪燃”测试来核查与规范以及易燃性标准的符合性。

这些平衡测试法可以使用任何一种液浴内的闭口杯闪点仪，并且限制试样和液浴之间的温度差。

规定使用液浴是因为它可以在试验杯外部提供均匀的温度分布，因此可以确保试验杯表面没有可能造成局部易燃蒸汽增多从而导致闪点偏低的过热点。

但是这种方法的缺点是完成这类测试需要的时间较长。

快速平衡（小型）测试的设计目的主要不是在于提供试验试样的确切闪点。

是用“闪燃-非闪燃”测试来确定试样蒸汽在测试温度下是否发生闪火。

这个可用于核查与规范以及易燃性标准的符合性。

将试验杯加热到测试温度，将少量试样引入试验杯，当试样达到测试温度，用试验火源测试是否发生闪火。

通过使用新取的试样在不同温度下重复进行“闪燃-非闪燃”测试来确定实际的闪点温度。

试验杯的恒定温度确保试样不会被过度加热，因为在试验火源引入试验杯之前，这种方法可以使试样有适当的时间积聚蒸汽。

注1：当需要与GHS（全球化学品统一分类和标签制度）中的易燃液体标准比较进行分类判断时，使用非平衡法测定出的闪点数据如果出现在分类标准限值±2℃范围内时，应采用平衡法（如ISO1516、ISO1523、ISO3679、ISO3680等标准）对闪点进行确认。

注2：测定含有溶剂的粘稠液体的闪点时，应使用适用于粘稠液体的仪器和测试方法，可参见ISO3679，ISO3680，ISO1523标准。

注3：为了安全，对于含能物质或有毒物质，建议使用所需样品量少（约2mL）的闪点测试方法。

1.2 几种闪点测试方法的应用范围
闭口杯闪点的测试方法有多种，表1给出了常用的几种测试方法的适用范围，更详细的内容可参阅具体的相关标准。

2 闪点测试方法的选择
如果在产品规范或法规中规定了闪点测试方法，那么这个方法是第一选择。

如果允许使用其他一些方法，那么方法的选择基于可获得性以及其他因素，比如样品量的要求、测试速度和准确性。

当测试是为了判断物质是否被污染，一般来说，对于可能含有微量挥发性污染物的试验样品推荐使用平衡法进行闪点测试。

当产品规范或法规中考虑规定闪点测试方法时，有两点是非常重要的，一点是测试方法的适用产品类型包括该类产品，另一点是该产品的闪点值在该方法覆盖的温度范围内。

如果产品不在测试方法的适用范围内，方法中说明的精密度是不适用的。

闪点仪通常有较测试方法的精密度覆盖的温度区间更广的温度适用范围。

精密度覆盖范围之外的温度会导致不同的测试精密度或给出不可预计的结果。

测试方法中一般都给出了精密度涵盖的温度范围。

测试化学品、矿物质产品或腐蚀性物质时，建议检查试验杯的材质是否合适，以免发生可能的化学反应产生易燃气体或损坏试验杯。

3 影响闪点测试结果的几个关键因素
3.1 仪器
根据预计的闪点温度选择适宜的仪器，按照仪器制造商的说明正确设定和操作仪器。

3.1.1 仪器的安置
宜将仪器固定在处于无空气流位置的水
平稳固的台面上。

在一个不通风的区域进行闪点测试是非常重要的，因为通风会影响易燃蒸汽的释放，也会冷却或熄灭火源。

在通风橱内进行测试是个好的方法，在这种情况下，空气流应该保持在最低。

若不能避免空气流，建议使用防风罩。

当测试可能产生有毒蒸汽的物质时，可以将仪器放在带有能单独控制空气流的通风橱中，通过调节气流控制器，使试验期间产生的有毒蒸汽可以被抽出而不会在试验杯周围产生气流。

当使用目视判断闪点时，在柔和光线下进行测定效果会更好。

3.1.2 仪器的清洗
在试验杯盖子或试验杯中上次测试的微量残余物可能会影响下次测试结果。

另一方面，试验杯周围溢出的样品或其他残渣可能会导致盖子和点火开关的不正确地开和关，同时也是一种潜在的火灾或健康危害。

因此需要用合适的溶剂清洗试验杯、盖及附件，以清除由前次测定留下的残余物的痕迹。

注：可以用干燥洁净的空气吹除所用溶剂留存的最后痕迹。

3.1.3 搅拌
为了保持整个试样处于同一个温度，一些试验方法中规定了在测试中对试样进行搅拌，避免试验杯的过热表面或液体热传递不好而引起的蒸发，从而导致不正确的闪点测定值。

为了使蒸汽空间稳定，应在闪点测试前停止搅拌。

3.1.4 仪器的校验
证明仪器符合标准测试方法的校验是通过核查所有的物理参数在可接受的允差范围内、确保所有关键部件清洁且功能正常，且通过使用标准物质来进行的。

不正确的尺寸、有缺陷的试验火源、使用不正确的加热介质、不正确的加热速率或搅拌速率都会影响测试结果。

使用损害的、肮脏的或被挥发性组分污染的仪器都会影响测试结果。

使用有证标准物质（CRM）是校验的主要操作。

CRM最好是纯物质，但使用类似于待测样品的稳定物质会更好。

一般地，每个测试方法中都会给出相关信息，按相应标准测试方法步骤对标准物质进行闪点测试，试验测得标准物质的闪点值应在标准规定的接近于预期温度范围内。

测试方法可能包括判断仪器是否满足要求的允许差。

如果没有这些信息，与CRM的给定值之差应不大于R/ 2，其中R是对这类有证标准物质在闪点温度下该测试方法的再现性。

如果仪器未通过校验，应核查仪器的状况和操作以确保符合相关标准中的要求，特别是要关注盖子的密封性、活门片的功能、试验火源的位置以及温度测定装置的角度和位置等。

进行了任何调整之后，都应使用新取的样品重新进行校验。

如果调整后重新校验仍然不在偏差要求范围内，需联系仪器供应商进行维修。

3.2 样品
3.2.1 样品处置
所有的闪点测试方法都给出了测试之前样品处置以及试样制备的相关规则。

这些规则主要是为了帮助避免损失样品中存在的任何挥发性组分。

不遵守这些规则会导致偏高的闪点测定值，从而不能正确地描述待测产品的易燃性。

污染的容器、烧杯也会影响测试结果。

样品中含有的水分会对闪点测定产生影响，如果试验方法没有给出指导，可从样品中采用物理方法分离出溶解的水或游离水，例如，可以用氯化钙脱水，或通过定量滤纸过滤，或通过疏松干燥的脱脂棉过滤。

若无法进行分离，建议按照ISO3679的方法进行测定。

值得注意的是，如果怀疑样品中含有易挥发组分，此脱水步骤可能不适用。

当水是样品中的一个组分时，比如水基涂料，应在不对其中的水分进行任何预处理的情况下进行测试。

3.2.2 样品的存放
样品的存放要适宜，尽量降低蒸汽的损失和气压的增大。

样品不宜长时间保存在如塑料瓶一类的透气性容器内，因为挥发性物质可能会通过容器壁扩散。

样品中挥发性组分的损失会使闪点测试结果偏高，应避免盛装样品的容器不必要的敞开，以防挥发性的物质损失和湿气的进入。

对于闪点过低的样品应进行低温保存。

3.2.3 含有挥发性组分的样品
挥发性物质的存在会影响闪点测试结果。

但是对结果的影响大小与样品处置、测试方法和程序、样品使用量以及存在的挥发性物质的类型有关。

测试方法是否适合检测挥发性物质（污染物）存在，在某些试验方法中会有描述。

一般来说，挥发性物质（污染物）的存在会导致闪点降低，如果存在的挥发性物质（污染物）水平非常低，建议使用平衡测试法。

3.2.4 粘稠样品以及半固体样品
不是所有的测试方法都适用于粘稠样品和半固体样品的，因此选用在其适用范围和测试程序中包括这类样品的测试方法非常重要。

此处的粘稠液体是指难于倾倒或搅动的液体。

对于粘稠的样品，由于其低的对流传热性，应采用较低的加热速率，每次点火测试后，为了能在试样上方空气相中形成饱和浓度的蒸汽，应延长点火间隔的时间。

一般地，测试方法允许在测试前将试样加热使其变得稀薄些，但前提是样品温度应显著地低于预计闪点（一般应比预期闪点低18℃）。

详细要求参见各种试验方法中的样品制备和测试程序部分。

值得注意的是，如果怀疑样品中含有易挥发组分，此加热步骤可能不适用。

3.3 试验结果的观察
在闪点测试中以下现象是经常遇到的，了解这些现象，有助于对化学品闪点终点的判断。

（1）在试验火源周围看到光晕：这个不是闪点，但表明试样温度接近闪点温度。

（2）听到“砰”的爆裂声：只有在发现闪火时才是闪点。

如果没有发现闪火，这个现象说明可能在接下来的点火测试中达到闪点温度，也可能也表示此温度高于试样的闪点，发生爆闪。

（3）在点火中火焰被吹灭：只有在发现闪火时才是闪点。

如果没有发现闪火，这个现象说明可能在接下来的点火测试中达到闪点温度，也可能是由于样品蒸汽对试验火焰有熄灭作用。

（4）当点火时样品发生燃烧而不是闪火：这表明闪点很可能显著低于目前的测试温度。

（5）测出的闪点远高于预计值：这可能是由于过量的挥发性组分的存在，但由于试验杯中缺少足够的空气（氧气）导致没有闪火。

在更低的温度下测定可能会测得闪点。

（6）测出的闪点远低于预期值：可能是由于样品中存在挥发性组分或清洗试验杯组件的溶剂的存在。

（7）一些卤化物对试验火焰有熄灭作用。

（8）非易燃蒸汽（例如水蒸汽）会使试验火焰熄灭或者使混合物无法被点燃。

参考文献
[1] U N I T E D N A T I O N S . G L O B A L L Y H A R M O N I Z E D S Y S T
E M O
F CLASSIFICATION AND LABELLIN
G OF CHEMICALS （GHS），fourth revised edition，ST/SG/AC.10/30/Rev.4 2.6，New York and Geneva，2011
[2] UNITED NATIONS. Recommendations on the TRANSPORT OF DANGEROUS GOODS：Model Regulations，seventeenth revised edition. ST/SG/AC.10/1/Rev.17，New York and Geneva，2011
[3] EC REGULATION NO 440/2008 ANNEX A.9 FLASH-POINT
[4] ECHA.Guidance on information requirements and chemical safety assessment chapter R.7a：Endpoint specific guidance （v2.0）
[5] ISO/TR 29662：2009 Petroleum products and other liquids -- Guidance for flash point testing
现在上海化工研究院检测中心工作，任检测中心主任助理。

自1996年起主要从事化学品危险性分类鉴定、化学品理化性质测试相关工作，参与了检测中心上万个样品的分类鉴定及测试工作，熟悉化学品分类、检测相关的国家、国际标准及国内外化学品管理方面的相关法规。