灼熱絲（GWT）測(cè)試是針對(duì)無(wú)人值守電器的強(qiáng)制性測(cè)試，其標(biāo)準(zhǔn)及檢測(cè)方法是由IEC制定的，是電子產(chǎn)品出口歐洲市場(chǎng)重要的標(biāo)準(zhǔn)之一。GWT是由IEC60335標(biāo)準(zhǔn)中三個(gè)測(cè)試組成的GWIT、GWFI、GWT。

通俗地說(shuō)，灼熱絲試驗(yàn)GWT從低溫度到高溫度做一系列的試驗(yàn)，第一次出現(xiàn)著火的那次是灼熱絲起燃溫度GWIT，處于合格和不合格臨界“恰好合格”的那次是灼熱絲可燃性指數(shù)GWFI。

嚴(yán)謹(jǐn)版定義如下

①GWIT（Glow Wire Ignition Temperature，灼熱絲起燃溫度）：衡量材料在灼熱絲測(cè)試中起燃的最低溫度。測(cè)試中，如果材料在特定溫度下起燃且燃燒時(shí)間超過(guò)5秒，則記錄該溫度為GWIT。

②GWFI（Glow Wire Flammability Index，灼熱絲可燃性指數(shù)）：衡量材料在灼熱絲測(cè)試中起燃后能自行熄滅的最高溫度。測(cè)試中，如果材料在移開灼熱絲后30秒內(nèi)火焰熄滅且不引燃下方的包裝紙，則記錄該溫度為GWFI。

灼熱絲起燃溫度（GWIT）作為評(píng)價(jià)塑料材料防火性能的重要指標(biāo)，其測(cè)定方法和影響因素的研究顯得尤為重要。本文將深入了解GWIT的測(cè)定方法、探討其受哪些因素的影響，并展望GWIT優(yōu)化的研究方向及應(yīng)用挑戰(zhàn)。

一：GWIT測(cè)試怎么操作？

①測(cè)試原理

• GWIT是比標(biāo)準(zhǔn)化試驗(yàn)程序測(cè)得的最高溫度高出25 ℃(或 30℃)的溫度。在此過(guò)程中，受試材料不起燃，或任何一次火焰現(xiàn)象中持續(xù)有焰燃燒不超過(guò)5 s，且試樣不會(huì)完全燒盡。常見的標(biāo)準(zhǔn)有：GB/T 5169.13-2024，IEC 60695-2-13-2021。

②關(guān)鍵步驟

• 樣品制備：按標(biāo)準(zhǔn)尺寸（長(zhǎng)×寬≥60×60 mm）制樣，首選厚度值包括0.1 mm±0.02 mm、0.2 mm±0.03 mm、0.4 mm±0.04 mm、0.75 mm±0.15 mm、1.5 mm±0.15 mm、3.0 mm±0.25 mm 或 6.0 mm±0.4 mm。確保表面平整、無(wú)缺陷。

• 試驗(yàn)起始溫度見下表

• 試驗(yàn)判據(jù)：如果試樣滿足以下條件，則認(rèn)為通過(guò)本試驗(yàn)：

a)不起燃；

b) 如果總火焰現(xiàn)象時(shí)間(tr)不超過(guò)5s，且試樣沒有被完全燒盡。

③設(shè)備要求

• 環(huán)境條件：溫度15°C~35°C，濕度：≤75%RH。

• 灼熱絲測(cè)試儀需具備精確控溫、壓力和時(shí)間控制功能。

二：哪些是影響GWIT的主要因素？

①材料成分

• 高溫塑料（PEEK、PI）：芳香環(huán)或剛性鏈結(jié)構(gòu)（如PEEK的醚酮骨架）具有高分解溫度（＞500°C），GWIT普遍≥900°C。

• 通用塑料（PP、PE）：線性鏈結(jié)構(gòu)易熱解，GWIT通常僅650~750°C。需依賴阻燃劑提升性能。

• 結(jié)晶性材料（PA、PBT）：熔融溫度（Tm）高且熔體粘度大，可延緩滴落（如PA66的Tm≈260°C，GWIT≥800°C）。

②加工工藝

• 注塑溫度與冷卻速率：影響材料結(jié)晶度。高結(jié)晶度材料（如PBT）通常具有更高的GWIT。

• 材料厚度：

- 較厚樣品（如4~5 mm）：熱量在材料內(nèi)部積累更顯著，表面升溫速率較慢，但內(nèi)部熱容量大，可能延長(zhǎng)燃燒時(shí)間。較厚樣品因自身重和熱容量大，熔融滴落風(fēng)險(xiǎn)低，可更真實(shí)反映材料起燃特性。

- 較薄樣品：熱量快速傳遞至背面，表面溫度不易維持，可能需更高溫度才能起燃；但過(guò)?。ㄈ纾? mm）易被灼穿，導(dǎo)致測(cè)試無(wú)效。薄樣品（尤其熱塑性材料）易熔融滴落，可能因滴落物引燃下方棉紙而導(dǎo)致測(cè)試提前終止。

③熱降解行為

• 成炭能力：材料在高溫下形成致密炭層可阻隔熱量和氧氣，提高GWIT（如含硅酮的PC/ABS合金）。

• 分解產(chǎn)物：揮發(fā)性可燃?xì)怏w（如烴類）會(huì)加速燃燒，降低GWIT。

④測(cè)試條件

• 灼熱絲接觸壓力：壓力過(guò)大會(huì)加速熱量傳遞，導(dǎo)致GWIT降低。

• 環(huán)境氧濃度：高氧環(huán)境（如>21%）可能顯著降低GWIT。

三：如何優(yōu)化GWIT？

①阻燃劑協(xié)同效應(yīng)研究納米級(jí)阻燃劑（如納米黏土）與傳統(tǒng)阻燃劑的協(xié)同作用，以提高熱穩(wěn)定性并減少添加量。

②材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)開發(fā)多層復(fù)合材料，表層使用高GWIT材料（如聚醚醚酮PEEK），內(nèi)層兼顧力學(xué)性能。

③動(dòng)態(tài)熱分析結(jié)合熱重分析（TGA）和錐形量熱儀（Cone Calorimeter）數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)GWIT與材料熱降解動(dòng)力學(xué)的關(guān)系。

④標(biāo)準(zhǔn)化改進(jìn)針對(duì)新型材料（如生物基塑料），推動(dòng)GWIT測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)的適應(yīng)性更新。

四：應(yīng)用與挑戰(zhàn)

• 應(yīng)用：GWIT廣泛用于電子電器外殼、絕緣材料等領(lǐng)域的防火安全認(rèn)證（如UL、IEC標(biāo)準(zhǔn)）。

• 挑戰(zhàn)：平衡高GWIT與材料成本、加工性能及環(huán)境友好性（如無(wú)鹵化趨勢(shì)）。

總結(jié)

GWIT就像塑料的"防火考試分?jǐn)?shù)"，通過(guò)優(yōu)化材料和工藝可以拿高分。選擇合適厚度、添加阻燃劑、控制加工條件，都能幫助塑料通過(guò)這項(xiàng)重要測(cè)試！未來(lái)研究可通過(guò)阻燃協(xié)同效應(yīng)和材料結(jié)構(gòu)創(chuàng)新進(jìn)一步提升GWIT，同時(shí)推動(dòng)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)發(fā)展的同步更新。