Để khảo sát tính dễ bắt cháy tương đối của vật liệu, người ta dùng phương pháp đo chỉ số oxy giới hạn (LOI). Chỉ số oxy tới hạn được sử dụng để xác định hàm lượng oxy tối thiểu trong một hỗn hợp chảy của nitơ và oxy cần thiết để có thể làm mẫu vật liệu cháy dưới các điều kiện nhất định (đo theo tiêu chuẩn ASTM D2863 hoặc JIS K7201). LOI thường là hữu ích trong nghiên cứu so sánh và kiểm soát chất lượng trong quá trình thiết kế sản phẩm. Thông thường, một loại vật liệu có giá trị LOI là 21 hoặc ít hơn thì sẽ cháy một cách tự nhiên trong không khí.Vì vậy, hiệu quả của một chất chống cháy thường được biểu hiện bởi sự gia tăng trong giá trị LOI khi nó được kết hợp vào một polyme. Mặc dù chưa có sự phù hợp hoàn toàn của những thử nghiệm này với điều kiện cháy thực, nhưng phương pháp kiểm tra này được phổ biến cả trong công nghiệp và trong các viện nghiên cứu bởi vì các thiết bị thử nghiệm rẻ tiền và yêu cầu một mẫu nhỏ. Các thiết bị thử nghiệm LOI điển hình, như thể hiện trong hình 2.1 bao gồm một ống thủy tinh có đường kính 75 đến 100 mm, và chiều cao 450-500 mm. Một mẫu có kích thước quy định được đặt trong ống thủy tinh. Một hỗn hợp khí oxy và nitơ được cung cấp từ phía dưới của ống và một ngọn lửa nhỏ được đặt ở phần trên của mẫu để đốt cháy nó. Các thành phần của hỗn hợp khí có thể được kiểm soát (tối thiểu lên đến 0,1% phần trăm khối lượng) bằng cách thay đổi áp lực dòng chảy của dòng oxy và nitơ. Được đo tại Trung tâm Nghiên cứu Vật liệu polyme Trường ĐH Bách khoa Hà Nội.
Tiêu chuẩn đánh giá chỉ số LOI trong mẫu vật liệu: - LOI < 21%: vật liệu dễ cháy (PS, PE, PP, cao su…). - LOI = 21%: biên ổn định;
- 21% < LOI < 28%: vật liệu chậm cháy (PPS, PC, PA….). - 28% < LOI < 100%: vật liệu tự dập tắt ngọn lửa [1, 6].
Hình 2.1 Thiết bị đo chỉ số oxy tối hạn