两款高分子检测仪器完成交付,助力吉林大学材料学科科研实验平台建设
北京北广精仪仪器设备有限公司是集研发、生产、销售为一体的高新技术企业,公司所售产品均为企业自主研发生产。企业深耕高分子、电工绝缘材料理化检测装备领域,实现测试原理研究、硬件电路设计、机械结构加工、测控软件开发全流程自主把控。企业严格对标国内及国际相关检测标准开展设备设计制造,兼顾测试精度、自动化水平、运行稳定性与实验室操作安全。产品广泛服务于国内各大高等院校科研院所、新材料研发企业、第三方检测机构、橡塑制造企业,适配课程教学、课题科研、配方研发、材料老化评估、来料质量检验等多元化应用场景,为高分子新材料的研究迭代提供可靠的硬件测试支撑。
近期,吉林大学完成一批高分子材料检测仪器采购,JF‑5 氧指数测定仪、BEST‑380 体积表面电阻率测试仪两款设备顺利完成供货交付。两套仪器分别聚焦高分子材料阻燃燃烧性能、绝缘防静电电学性能两大测试方向,可针对塑料、橡胶、复合材料、绝缘高分子等试样开展标准化性能表征,进一步完善吉林大学材料相关专业实验室硬件配置,服务本科教学实验、本科生毕业设计、研究生课题研究以及新材料配方性能探究等相关工作。
材料科学的发展离不开标准化的实验室表征手段作为基础。高分子材料的实际应用,需要同时兼顾燃烧安全性能与电气绝缘性能两大关键维度。一款高分子复合材料,即便力学、热学指标达到使用要求,如果阻燃性能不足,在遇到火源时容易快速燃烧蔓延,带来火灾安全隐患;如果绝缘、防静电电学性能不达标,在电场工况下则会出现漏电、静电积聚、绝缘击穿等风险。
在未配置对应专用仪器的条件下,相关样品试验需要委托外部机构完成检测。样品跨机构流转,不仅拉长课题研发周期,样品在运输过程中,温湿度、存放环境发生改变,高分子试样容易出现吸湿、氧化,造成试样本身性能发生改变,带来试验数据的系统偏差,不利于不同配方试样之间的横向对比分析。
本次落地的两套设备,形成燃烧安全‑电学性能的组合测试能力。同一批次制备的试样,可以在本校实验室内完成氧指数、体积电阻率、表面电阻率项目测试,试样存储环境、试验条件保持统一,有效提升不同测试项目之间试验数据的可对比性。在科研课题开展过程中,科研人员在研究阻燃改性、填料填充改性高分子材料时,可以同步获取材料阻燃能力与绝缘电学性能变化,综合评价改性方案对材料综合性能带来的影响,避免单一指标提升,但另一项关键性能发生劣化的问题。同时设备也可以支撑课程教学,让学生完整完成高分子材料燃烧、电学相关的标准化实验操作,加深对高分子材料燃烧机理、绝缘导电机理的理解,提升学生实操能力与科研思维。
JF‑5 氧指数测定仪:高分子材料阻燃燃烧性能定量评价
JF‑5 氧指数测定仪为全自动触摸屏控制氧指数测试设备,严格依据 GB/T2406.2‑2009《塑料 用氧指数法测定燃烧行为 第 2 部分:室温试验》,等同 ISO 4589‑2 国际标准设计制造,是评价塑料、橡胶、泡沫材料、纺织品、复合材料极限氧指数(LOI)的专用实验室设备。
极限氧指数,是指在规定试验条件下,试样在氧氮混合气流中刚好维持平稳燃烧所需要的最低氧气浓度,以体积百分比进行表示。氧指数数值越高,代表材料越难燃烧,阻燃安全性能越好;氧指数数值越低,则材料越容易被引燃燃烧。行业内一般将氧指数小于 22% 划分为易燃材料,22%‑27% 为可燃材料,大于 27% 视为难燃材料。该指标是高分子阻燃材料研发、材料火灾危险性评价的核心量化依据。
测试工作原理为,将标准尺寸试样垂直固定于燃烧筒内部,设备按照试验要求配比不同比例的氧气与氮气,混合气体由燃烧筒底部向上匀速流动;使用标准点火装置点燃试样顶端,观察试样燃烧行为,记录试样燃烧时间以及燃烧蔓延长度;通过多次调整氧浓度反复试验,逐步收敛,最终确定试样刚好维持持续燃烧的临界氧浓度,即为该试样的氧指数值。
该仪器搭载进口氧传感器,氧气浓度测量范围 0‑100%,分辨率 0.1%,测量精度达到 0.1 级,能够精准捕捉燃烧筒内部氧浓度变化,保障测试数据准确度。整机采用触摸屏人机交互,操作人员可以直接输入目标氧浓度,仪器自动完成氧气、氮气流量配比调节,氧浓度稳定之后设备给出提示信号;设备具备一键校准、气源故障提示、氧气氮气错接报警、氧传感器老化提示等多重提示保护功能,降低误操作带来的试验风险。设备内置计时模块,可记录燃烧时长,支持试验数据存储、历史数据查询调取,方便科研人员留存原始试验记录,满足高校课题论文数据归档的需求。
燃烧筒采用石英玻璃材质,内径≥75mm,高度满足国标试验要求,燃烧筒内部气体流速维持 40mm±2mm/s,保障气体流动条件符合标准规范。点火系统采用丙烷或者丁烷点火方式,点火火焰长度可在 5‑60mm 区间自由调节,满足不同试样的点燃需求。设备配套两种试样夹,自撑试样夹用于硬质塑料、硬橡胶等可以自立的试样;选配非自撑试样夹,可固定纺织品、软质薄膜等无法自立的试样,拓展试样适配范围。氧气、氮气气源由用户端自备,气体纯度要求大于 99%。
在高校教学实验场景下,氧指数试验是高分子材料安全性能方向的经典教学实验。学生通过操作仪器,可以直观观察不同配方试样的燃烧差异,理解氧指数的物理含义,掌握阻燃剂对高分子材料燃烧行为的调控机理,建立材料火灾安全评价的基础认知。
在科研课题研究层面,该仪器大量用于新型阻燃高分子材料开发。科研人员研究不同阻燃剂种类、阻燃剂添加比例、复配阻燃体系对材料阻燃性能的影响,通过氧指数数值的变化,评判阻燃改性的实际效果;也可以开展热老化、湿热老化之后试样的氧指数对比测试,跟踪材料老化之后阻燃性能衰减规律,评估材料长期服役的防火安全水平。同时设备也可以用于泡沫材料、纤维复合材料等新型材料的燃烧性能探究,为新材料配方迭代提供客观量化试验数据。
开展氧指数试验,试样制备质量、试样状态调节、气体条件都会直接影响最终测试结果。试样需要按照标准加工成标准尺寸,试样表面无裂纹、气泡缺陷;试验前试样需要按照标准完成温湿度状态调节。氧气、氮气气源压力需要维持在设备规定工作压力区间,保证气体配比稳定。燃烧试验存在明火,实验室操作需要做好通风,远离周边易燃易爆物品;试验结束之后确认火焰完全熄灭,再处理试样。同一种材料需要做多组平行试样,综合判定氧指数结果,不能仅凭单根试样的测试数据得出结论。

BEST‑380 体积表面电阻率测试仪:高分子绝缘与防静电电学性能表征
BEST‑380 体积表面电阻率测试仪,依据 GB/T1410‑2006《固体绝缘材料体积电阻率和表面电阻率试验方法》、GB/T1692‑2008《硫化橡胶绝缘电阻的测定》等国家标准开发,适配塑料、橡胶、复合材料、防静电高分子、绝缘板材等试样的体积电阻率、表面电阻率测试,是评价固体高分子材料绝缘性能、静电耗散性能的核心仪器。
体积电阻率表征材料本体内部电荷传导的难易程度,反映材料本体绝缘能力;表面电阻率表征材料样品表层电荷迁移特性,用于评价材料表面静电泄放能力。对于绝缘高分子材料,体积电阻率数值越高,代表绝缘性能越优异;对于防静电改性高分子材料,则需要将电阻率控制在特定区间,实现静电缓慢泄放,规避静电积聚带来的安全风险。高分子材料填料种类、填料添加比例、交联工艺,以及湿热、热老化环境,都会直接改变电阻率测试结果。很多绝缘高分子材料,经过长期湿热老化作用,分子结构发生变化,绝缘性能会逐步衰减,通过该仪器可以获取老化前后电阻率的变化数据,评估材料环境耐受能力。
仪器采用三电极测试结构,能够有效抑制表面泄漏电流、杂散电容带来的干扰,保障宽量程范围下的测试精度。仪器内置多档直流测试电压,测试电压可以灵活切换,电阻测试量程覆盖 5×10²Ω‑1×10¹⁶Ω,既可以完成高阻绝缘试样检测,也能够适配防静电改性材料的测试工作。操作人员录入试样厚度、电极尺寸等物理参数之后,仪器可以自动换算输出体积电阻率、表面电阻率,减少人工换算带来的计算失误。
高阻试样测试过程中普遍存在电荷吸收效应,电荷在材料内部累积,容易造成读数漂移。BEST‑380 支持充电延时时间设置,可以匹配国标规定的充电等待时间,抑制读数漂移,保障高阻值样品测试结果的稳定性。设备具备完整的数据记录输出能力,测试过程中的电压、电流、电阻、电阻率全部数据均可存储留存,便于教学实验记录整理、研究生课题原始数据归档。仪器可搭配恒温配套装置,开展变温条件下电阻率试验,探究温度变化对高分子材料绝缘特性带来的影响,拓展课题研究边界。
在高校教学实验场景,该仪器可以开设高分子材料电学性能相关教学实验,帮助学生建立体积电阻率、表面电阻率的基础概念,理解温湿度、样品表面状态对绝缘测试结果带来的影响,区分绝缘材料、防静电材料、导电材料电学参数的差异。
科研层面,仪器广泛用于改性工程塑料、橡胶复合材料、绝缘基材的性能研究。科研人员对比不同配方体系下材料绝缘、防静电性能变化;开展湿热老化、热老化前后试样电阻率对比测试,研究老化作用对高分子绝缘性能的破坏机理;也可以用于纳米改性绝缘材料的课题研究,探究纳米填料对高分子导电、绝缘行为的调控规律,为新型电工绝缘高分子研发提供试验依据。
在实际试验操作当中,环境湿度对表面电阻率测试的干扰十分显著,湿度偏高条件下,样品表面会吸附水汽,造成表面电阻率测试数值偏低。开展试验需要控制实验室温湿度环境,试样按照国标完成状态调节。高阻试样测试,需要设置足够的充电延时,等待电荷吸收趋于稳定之后再读取测试数值。试样表面需要保持清洁,去除油污、灰尘,避免表面杂质造成测试结果失真。

双设备组合对高校材料实验室建设的价值
高等院校材料学科实验室,是开展人才培养、新材料科学研究的重要载体。完备的测试硬件条件,直接决定课程实验开展能力与课题研究的深度。高分子材料的安全应用,燃烧阻燃性能与电气绝缘性能是两个不可忽视的核心维度。很多新材料在研发过程中,改性手段往往会同时对燃烧特性、电学特性产生联动影响。例如向高分子基体中添加阻燃填料,在提升氧指数的同时,填料的引入也有可能改变材料内部电荷传输路径,进而对体积电阻率、表面电阻率造成影响。
JF‑5 氧指数测定仪与 BEST‑380 体积表面电阻率测试仪两套设备落地之后,同一批次制备的高分子试样,可在校内实验室完成阻燃性能、绝缘防静电性能两套测试。试样的制备工艺、存放环境、温湿度条件保持统一,消除样品外送流转带来的环境变量干扰,大幅提升两组测试数据之间的可对比性,方便科研人员综合分析配方、填料、老化条件对材料多维度性能的协同影响。
从本科教学角度,两套仪器可以支撑高分子材料安全性能、电学性能系列综合实验课程。学生可以完整参与试样制备、试样状态调节、仪器参数设置、试验操作、数据读取、结果分析的完整实验流程,不再局限于书本理论知识,建立起高分子材料 “配方‑微观结构‑宏观燃烧、电学性能” 之间的逻辑认知,锻炼学生动手实操能力与科学分析思维,为后续毕业设计、研究生阶段科研打下实践基础。
对于研究生科研课题,本地完备的测试条件,可以缩短样品测试周期,支持更多变量的对比试验,产出足量可溯源的原始试验数据,支撑学位论文、科研项目的开展。仪器匹配国内主流测试标准,试验数据具备规范性,可直接用于课题论文的数据支撑。
想要获得稳定、可复现的试验数据,除仪器设备本身性能之外,试样制备、实验室环境管控、标准化操作流程、仪器日常维护保养都起到至关重要的作用。试样的尺寸、厚度、表面质量,试样的状态调节,都会直接左右测试结果。开展对照试验时,实验组与对照组尽量保持温湿度环境条件一致,减少环境变量引入的试验误差。氧指数试验涉及明火操作,需要落实实验室防火安全规范;电阻率高阻测试,需要做好电极清洁维护。精密检测仪器需要按照计量周期完成计量校验,保障测量结果具备溯源性;重要试验数据做好多重备份,防止试验记录丢失。
北京北广精仪仪器设备有限公司坚持自主研发生产,持续调研国内高校、科研院所的真实使用需求,兼顾教学演示、课题科研两类使用场景,持续打磨设备软硬件性能。本次 JF‑5 氧指数测定仪、BEST‑380 体积表面电阻率测试仪在吉林大学完成交付,进一步丰富学校材料学科实验室测试手段,为课程教学、学生实践训练、高分子新材料课题研究提供硬件保障。
新材料产业的不断向前发展,离不开标准化检测仪器作为底层支撑。检测仪器将高分子材料燃烧、导电、绝缘等宏观性能转化为可量化的客观试验数据,为材料配方优化、工艺改良、应用场景评估提供客观依据。北广精仪也将持续立足自主研发,持续挖掘各行业实验室实际需求,迭代优化检测仪器软硬件,为国内高校科研、新材料研发与质量管控领域提供更多国产检测装备解决方案。