阻燃处理对竹丝装饰材燃烧及防霉性能的影响

竹丝装饰材是以竹丝为基本结构单元,通过编织或胶粘制成的装饰材料的总称,目前已被应用于室内墙体及天花板的装饰装修中,因此,对其阻燃改性的研究有着重要的应用价值。本研究采用质量分数为25.00%的磷酸脒基脲阻燃剂,对经济竹种毛竹制造的竹丝装饰材料进行阻燃处理,采用ESEM对阻燃前后竹丝装饰材进行微观形貌观察,采用锥形量热仪、热重分析仪对阻燃处理前后的竹丝装饰材进行燃烧性能和热解特性表征,并通过霉菌接种试验测试比较阻燃前后防霉性能的变化。结果表明:阻燃剂在竹丝装饰材的细胞腔内有较好的沉积;阻燃剂能够有效促进催化成炭,其热释放速率峰值(PKHRR)下降44.87%,在115 s内的热释放总量(THR)下降42.22%;烟释放速率峰(PKSPR)降幅为67.39%;烟释放总量(TSP)降幅为95.00%,比消光面积下降94.37%;热解区间缩短且向前推移,热解残炭率提高19.95%;阻燃后的竹丝装饰材对霉菌和变色菌的防治效率略有提升,其中对绿色木霉的防治效率达到100.00%。     

磷氮硼复配阻燃剂处理竹材的热降解及燃烧性能

采用3种磷酸铵盐(APP、DAP、MAP)分别与硼酸/硼砂复配化合物(SBX)进行复配,对毛竹(Phyllostachys edulis)竹条进行加压浸渍处理,利用热重分析仪、锥形量热仪比较分析了阻燃剂对竹材的热解行为及燃烧性能的影响。结果表明:阻燃处理竹材的热降解过程发生改变,起始降解温度降低,高温热解区间缩短,残余质量分数增加58%~74%。3种复配阻燃剂处理竹材燃烧后都能形成致密炭层,具有良好的阻燃和抑烟性能,其中MAP/SBX复配阻燃剂的阻燃效果最佳,阻燃处理竹材的热释放速率和发烟速率大幅度降低,热释放总量降低48.49%,发烟总量降低84.92%。     

氮磷硼复合阻燃桉木胶合板的性能评价

以聚磷酸铵、硼酸和硼砂复配氮磷硼阻燃剂,浸渍处理桉木单板,用以研制阻燃性能优异的桉木胶合板。对胶合板的胶合强度、燃烧性能及单板的热稳定性检测结果表明:在热解过程中,浸渍处理后的单板失重速率减小,质量残余率增大,热稳定性明显改善。适量的氮磷硼阻燃剂可以显著降低胶合板热释放总量和总烟产量,其中总热释放量降低16.53%,总烟产量降低36.33%。聚磷酸铵、硼砂和硼酸表现出良好的协同阻燃抑烟效应。阻燃桉木胶合板的胶合强度略有降低,但均符合国家Ⅱ类胶合板标准。     

磷酸三聚氰胺复配硼酸锌阻燃中密度纤维板的燃烧性能

选用磷酸三聚氰胺与硼酸锌复配,制备阻燃中密度纤维板(MDF),并采用锥形量热仪测试其燃烧性能,分析复配阻燃剂对板材燃烧性能的影响.结果表明:复配阻燃剂可有效提高MDF试材的阻燃抑烟性能,降低其热释放速率、总热释放量、产烟速率、总产烟量、CO及CO2生成速率,以磷酸三聚氰胺和硼酸锌等质量复配时,MDF试材的阻燃效果最优.     

阻燃型水性丙烯酸木器涂料的研究

为了改善涂料的阻燃性能,以水性丙烯酸乳液为基料制备了水性丙烯酸阻燃木器涂料。探讨聚磷酸铵(APP)-漂珠协效阻燃剂对水性丙烯酸阻燃涂料阻燃性能的影响。采用氧指数(OI)和锥形量热仪(CONE)试验对阻燃性能进行分析,结果表明:在APP的基础上添加漂珠所组成的协效阻燃涂料氧指数可达到28.7%,相比于未添加阻燃剂的水性丙烯酸涂料提高了31.8%。同时,协效阻燃剂能够降低涂料的热释放速率和烟释放速率,减少总热释放量和烟释放量;相比于仅添加APP的阻燃涂料,APP-漂珠协效阻燃涂料在燃烧过程中峰值热释放速率(pk HRR)降低了17.3%,烟释放总量(TSP)降低了12.9%,并且具有更好的阻燃抑烟效果,有利于促进木材成炭,减少CO和CO_2等烟雾毒气释放,降低火灾危险。     

竹丝装饰材的湿缓冲特性研究

对未处理和经过阻燃处理、防霉阻燃处理的三种竹丝装饰材在高湿地区吸-放湿循环周期内质量的变化规律和湿缓冲值(MBV)进行了研究;利用环境扫描电镜(ESEM)和X-射线衍射仪(XRD)对竹丝装饰材料在磷酸脒基脲阻燃剂处理前后的微观形貌和相对结晶度进行了表征;并以实例量化三种竹丝装饰材料对室内环境的吸-放湿变化量。研究结果表明:三种竹丝装饰材均具有一定的湿缓冲性能,在吸湿-方文湿循环周期内质量变化呈周期性阶梯状上升趋势,各处理组间湿缓冲性能表现为阻燃处理组(NP)未处理组(C)防霉阻燃处理组(NP4),同组表现为近青层竹丝装饰材(OB)近黄层竹丝装饰材(IB),吸放湿周期内遵循MBV吸湿MBV放湿的规律,其中阻燃处理近青层竹丝装饰材(OB)湿度调节能力最佳;通过ESEM和XRD分析发现:磷酸脒基脲在薄壁细胞中有较好的沉积,但对吸湿-放湿中的水分流动不造成影响,阻燃处理后竹丝装饰材的纤维素相对结晶度略有降低。     

FRW阻燃刨切薄竹的阻燃特性

采用FRW阻燃剂对刨切薄竹进行阻燃处理,用锥形量热仪(CONE)测定不同载药率下处理材与未处理材的阻燃性能。结果表明:在25kW·m-2的热辐射功率下,刨切薄竹经FRW阻燃处理后,热释放速率、总热释放量和总烟释放量随着载药率的增大而减小,处理材在燃烧过程中不会出现较高火焰的燃烧过程;处理材与未处理材相比,点燃时间延长,残余物质量增加;FRW阻燃处理刨切薄竹的阻燃和抑烟效果明显。     

改性13X分子筛在聚磷酸铵阻燃碎料板中的协同作用与烟气转化行为

采用改性13X分子筛(MS)与聚磷酸铵(APP)复合对木材进行阻燃与抑烟处理,通过锥形量热仪、热重-红外联用(TG-FT-IR)和扫描电子显微镜(SEM)等测试手段,从阻燃性能、热降解行为和烟气组分等方面分析了该分子筛在木材燃烧过程中的协同阻燃、成炭作用和烟气转化行为的影响。结果表明,APP与MS质量比为7∶3时表现出最佳的协同效应,不仅可提高炭层的热稳定性,表现出优异的阻燃与抑烟特性,其热释放速率(HRR)显示降低,总热释放量(THR)下降了31.1%,总烟量(TSP)下降了75.9%;而且对阻燃过程中释放的烟气具有转化作用,其CO平均产量(m-COY)下降了69.6%,具有明显的减毒作用。     

竹丝装饰材表面的视觉物理量分布特征与心理量表达

为了研究竹丝装饰材表面的视觉物理量分布特征及心理量表达,以定量测量的方式对2种竹丝装饰材表面材色L*a*b*色空间物理量、平行于竹丝装饰材纹理方向的光泽度(GZL)和垂直于纹理方向的光泽度(GZT)进行测量,建立L*a*b*色空间的三维坐标体系,并对其进行组间方差分析。结果表明:竹丝装饰材OB(近青层)和IB(近黄层)的L*分布分别在75.00~78.08和81.47~83.57之间,红绿轴色品指数a*分别在5.36~8.16和3.25~3.77之间,黄蓝轴色品指数b*在25.86~29.49和21.26~24.02之间,竹丝装饰材的材色范围主要集中于黄色-橙色之间,色度感觉为暖色调;OB和IB在光泽度测试中均表现为GZL测量值大于GZT测量值;OB和IB竹丝装饰材在感官维度分别处于"温暖-光滑"、"温暖-粗糙"象限;在评价维度分别处于"天然-实用"、"天然-装饰"象限;在心理维度均处于"舒适-古典"象限。     

用CONE法研究木材阻燃剂FRW的阻燃机理

采用锥形量热仪(CONE)法对复合木材阻燃剂FRW处理紫椴木材(FZ)、FRW的组分磷酸脒基脲(GUP)处理紫椴木材(GZ)、硼酸处理紫椴木材(BZ)和未处理的紫椴木材(UZ)的燃烧性进行了系统的测定，通过对上述试样在燃烧时的热释放、质量变化、烟气产生以及尾气成分等实验数据的综合对比分析，讨论了阻燃剂的作用机理。结果表明：1)FRW阻燃剂显著降低了木材的热释放速率(RHR)、总热释放量(1FHR)、有效燃烧热(EHC)、质量损失速率(MLR)、烟比率(SR)、比消光面积(SEA)、CO2的浓度及产率(Yco2)；2)GUP与硼酸之间存在显著的阻燃协同效应；3)FRW阻燃木材的MLR曲线与RHR曲线相似，失重和热释放主要发生在有焰燃烧阶段；4)FRW阻燃处理能显著提高木材燃烧时的成炭率，说明催化成炭是FRW阻燃机理的主要方面。     

Fe_2O_3/聚磷酸铵对聚氨酯木粉复合发泡材料的阻燃抑烟性能

为研究氧化铁(Fe_2O_3)与聚磷酸铵(APP)对聚氨酯木粉复合发泡材料(FWPC)的阻燃效果和抑烟性能,制备了添加不同质量分数Fe_2O_3和APP的FWPC试样。采用锥形量热仪测试样品的燃烧性能、热重分析仪测试样品的热稳定性;采用傅里叶红外光谱对燃烧后的残炭官能团进行分析,研究添加不同比例的Fe_2O_3和APP对聚氨酯木粉复合发泡材料的阻燃和抑烟性能的影响。结果表明:1)与空白对照样相比,添加质量分数为2%的Fe_2O_3和18%的APP的试样点燃时间(TTI)延迟了66.7%,热释放速率(HRR)和热释放速率峰值(PHRR)分别下降了33.9%和39.8%,有效燃烧热(EHC)也下降了12.6%,说明添加一定比例的Fe_2O_3和APP对FWPC的阻燃作用明显;2)添加3%Fe_2O_3和17%APP时,试样的总烟释放量(TSR)、总烟产量(TSP)和比消光面积(SEA)分别比空白对照样下降38.2%,37.4%和27.1%,说明Fe_2O_3和APP对FWPC具有明确的阻燃及抑烟作用;3)Fe_2O_3和APP同时加入FWPC时,分解温度比空白对照样有所上升,特别是添加2%Fe_2O_3和18%APP试样的质量残余率高达65.0%,说明加入适宜比例的Fe_2O_3和APP可以提高凝聚相阻燃效果,从而提高FWPC的热稳定性;4)傅里叶红外光谱显示,在1 050和1 429 cm~(-1)处,添加Fe_2O_3和APP的试样的吸收峰强度明显弱于空白对照样,这两处强吸收峰分别归属于C—O伸缩振动和CH_2剪式振动或者弯曲振动,表明燃烧产物中存在脂肪族醇类物质,不加阻燃剂的聚氨酯发泡木塑复合材料燃烧完全,而加入Fe_2O_3和APP会影响残炭中官能团的组成结构。总体上看,在FWPC中添加适宜比例的Fe_2O_3和APP后,试样的HRR和TSR均有明显下降,说明2种添加剂对FWPC具有很好的阻燃及抑烟效果。     

ASD阻燃剂对落叶松材阻燃性能的影响

为制备具有良好阻燃性能的落叶松(Larix gmelinii)结构材,采用不同质量分数的ASD阻燃剂以真空加压的方式处理落叶松材,通过锥形量热仪测试和热重分析来考察阻燃剂对落叶松材的阻燃效果,并确定最佳的ASD阻燃剂质量分数。结果表明:经ASD阻燃剂处理后,落叶松材总热释放量和烟释放总量明显降低,降低幅度随ASD阻燃剂质量分数的增大而提高;CO产率升高,CO_2产率明显降低,升高或降低幅度随ASD阻燃剂质量分数的增大而增大,CO产率和CO_2产率之和明显下降,说明ASD阻燃处理明显抑制了落叶松材的燃烧。综合考虑阻燃效果和成本,ASD阻燃剂的最佳质量分数为50%,此时与落叶松素材相比,总热释放量降低了56.46%,烟释放总量降低了88.20%。经ASD阻燃剂处理的落叶松材初始分解温度有所降低,残余物质量分数从18.26%提高到41.06%。经ASD阻燃剂处理前后的落叶松材锥形量热仪燃烧测试后表面形态有明显差异:素材燃烧后的木炭表面松软,断层较大;阻燃处理材表面形成了致密的炭质保护层,有效延缓抑制了落叶松材的燃烧。ASD阻燃作用主要归因于对木材的催化成炭作用。     

复合阻燃剂对杨木胶合板性能的影响

研究以硼酸、磷酸、氯化铵和锰化物为主要成分制备多元素复合阻燃剂,用浸渍法处理杨木单板并压制成胶合板,检测胶合板各项性能。结果表明:该阻燃剂对胶合板的阻燃性能有积极影响,其中热释放速率(HRR)降低26.32%,总释放热(THR)降低90.04%,总烟释放量(TSR)降低68.40%,同时胶合板的甲醛释放量降低了14.82%,说明该阻燃剂不仅有良好的阻燃效果和抑烟效果,还具有一定的甲醛捕捉能力。该阻燃剂对胶合板力学性能有一定的负面影响,板材胶合强度、弹性模量、静曲强度均有一定程度降低,但仍能达到GB/T 9846-2015《普通胶合板》标准要求。     

可膨胀石墨与聚磷酸铵对木粉/聚丙烯复合材料的协同阻燃作用(英文)

采用锥形量热仪(CONE)研究可膨胀石墨(EG)与聚磷酸铵(APP)对木粉/聚丙烯复合材料的协同阻燃作用。CONE测试结果表明:EG和APP均可降低木粉/聚丙烯复合体系的热释放速率(HRR)、总热释放(THR)和烟释放速率(RSR),提高成炭率;与APP相比,EG表现出更好的抑烟效果。当EG与APP的总添加量为15%、复配比例为2∶1时,能形成稳定致密的膨胀炭层,阻燃协同效应显著。力学性能测试结果表明:即使在马来酸酐接枝聚丙烯相容剂(MAPP)的存在下,EG和APP阻燃剂的添加对复合材料的冲击强度和弯曲强度仍有不利影响,但EG的添加可提高复合材料的弯曲模量。     

三聚氰胺脲醛树脂复配硼化物改性杨木的性能

采用硼酸、硼砂混合液,三聚氰胺脲醛(MUF)树脂及MUF树脂与硼酸、硼砂的复配改性剂处理人工林杨木,并对处理材的各项性能进行评价.结果表明:MUF树脂和MUF树脂复配硼化物的处理,均可显著降低木材的吸湿率,提高抗胀率、弹性模量和抗弯强度;3种改性材的氧指数均提高,点燃时间延迟,热释放速率、总热释放量、总烟释放量及CO产率均降低.以MUF树脂复配硼化物处理杨木的效果最优,杨木各项性能可全面改善.     

金属改性13x分子筛在木材阻燃中的抑烟减毒作用

抑烟、减毒是减少火灾中人员伤亡的重要途径。采用锥形量热法、热分析法和扫描电镜研究了铁和铜改性13x分子筛和聚磷酸铵复合阻燃木材的燃烧、烟气释放和成炭特性。结果表明:铁、铜改性分子筛与聚磷酸铵复合处理木材的总热释放量(THR)与空白样相比分别降低了36.8%、39.8%,总烟释放量(TSP)降低了69.3%、72.8%,CO平均产率(YCO)降低了40.2%、44.5%,均具有优异的阻燃、抑烟和减毒效果;热分析和电镜实验表明,APP的催化脱水作用有利于炭层形成,铁、铜改性分子筛与聚磷酸铵的协同作用使炭层结构紧密。APP对木材具有高效阻燃作用,但产生大量有毒气体,铁、铜改性分子筛与聚磷酸铵复合阻燃剂在高效阻燃的同时具有少烟低毒的特性。     

无机复合型阻燃剂对稻草刨花板阻燃性能的影响

选用氢氧化铝(ATH)与硼酸锌(ZB)组成的无机复合型阻燃剂压制阻燃稻草刨花板,采用锥形量热仪法研究不同配比的ATH和ZB对稻草刨花板阻燃性能的影响。结果表明:无机复合型阻燃剂能有效减少稻草刨花板的热释放和烟释放,减少烟气中CO和CO2的释放浓度,降低燃烧过程中的质量损失速率,表现出良好的阻燃抑烟效果;ATH与ZB具有协同阻燃作用,ZB的加入能有效提高复合阻燃剂的阻燃效果,减少ATH的用量,10%的ATH用量可达到比较好的阻燃效果。     

用CONE法研究膨胀型阻燃聚乙稀的燃烧性能

用锥形量热法研究了膨胀型阻燃剂对低密度聚乙烯燃烧和发烟性能的影响.结果表明：当膨胀型阻燃剂引入低密度聚乙烯时,热释放速率峰值从466kW·m^-2下降为244kW·m^-2,总热释放量从91.05MJ·m^-2降低为77.09MJ·m^-2;在整个燃烧过程中,质量损失速率明显降低,残重显著增加.有效燃烧热分析结果表明：膨胀型阻燃剂对低密度聚乙烯的阻燃作用主要是凝聚相阻燃机理;膨胀型阻燃低密度聚乙烯与未阻燃低密度聚乙烯相比,烟释放速度峰值相当,但前者的总烟释放量大;在低密度聚乙烯中引入膨胀型阻燃剂燃烧时尾气中CO浓度增大,CO2浓度降低.CONE研究结果表明：膨胀型阻燃剂对低密度聚乙烯具有显著的阻燃作用,但在阻燃的同时使其发烟量和CO量增大.     

人工林柳杉改性材的阻燃性能评价

为提高人工林柳杉木材阻燃性能,采用三聚氰胺-脲醛(MUF)树脂及其与硼酸、硼砂复配的改性剂处理柳杉。结果表明:分别经MUF树脂与复配改性剂处理的柳杉试样,氧指数增加,HRR、THR降低,出峰时间延迟,CO2和CO浓度明显降低,点燃时间延长,残余物质量分数增加,具有较佳的阻燃效果。     

过渡金属氧化物对木粉/PVC复合材料燃烧性能的影响

用锥形量热仪(CONE)和热重分析法(TGA)研究金属氧化物CuO、La2O<,3>和TiO2对木粉/PVC复合材料(WF-PVC)燃烧性能的影响.结果表明,这3种过渡金属氧化物的加入对WF-PVC均有阻燃作用.其中,CuO使热释放速率(HRR)和总热释放量(THR)降低较多,阻燃效果明显;加入金属氧化物使WF-PVC的烟释放速率(SPR)和总烟释放量(TSP)都有所降低,其中,CuO在有焰燃烧阶段烟释放量最低,抑烟效果最好.这3种氧化物都能增加成炭量.结合热重分析的结果,3种金属氧化物对WF-PVC的热降解影响是不同的.PVC和木粉之间存在相互作用,PVC显著促进了木粉的热降解,木粉的加入推迟了PVC的降解,明显提高了PVC体系的成炭量;WF-PVC的热降解行为,具有更多的PVC降解的特征.