氢氧化铝改性丙烯酸酯乳液胶黏剂及阻燃性能研究

采用机械共混方式获得Al(OH)3改性丙烯酸酯乳液胶黏剂,研究了分散剂种类及用量、增稠剂用量和Al(OH)3用量对胶黏剂基本性能和流体力学性能的影响。结果表明,在分散剂六偏磷酸钠(SHMP)用量为0.35%、增稠剂羟乙基纤维素(HEC)用量为0.20%和阻燃剂Al(OH)3用量为30%时,改性后丙烯酸酯乳液胶黏剂的性能较好,黏度为1 360 m Pa·s,p H值为5.45,贮存30天后稳定性较好,氧指数达到32;流体力学性能研究表明乳液体系为非牛顿假塑性流体弹性体系。阻燃性能研究表明Al(OH)3改性后丙烯酸酯乳液胶黏剂的热释放速率和烟释放量大大降低,CO生成量降低50%以上,引燃时间由60 s延长至77 s,热释放速率峰值由528 k W/m2降为165 k W/m2,燃烧速率为明显减缓(80 s至110 s),质量损失速率明显降低,有较好的阻燃性。     

油菜籽蛋白-丙烯酸酯乳液共混胶黏剂的制备

将油菜籽蛋白和丙烯酸酯乳液共混制备胶黏剂,以其代替部分醛类胶黏剂用于胶合板生产。采用单因素试验方法,确定油菜籽蛋白和丙烯酸酯乳液添加比例;采用正交试验方法,优化该胶黏剂制备胶合板工艺;通过热重分析评价胶黏剂的热稳定性。结果表明:油菜籽蛋白与丙烯酸酯乳液配比为8∶2,胶合板制备理想的热压工艺为二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)添加量4%、热压温度140℃、热压时间700s、热压压力0.8MPa,板材剪切强度1.71MPa,符合GB/T9846—2015《普通胶合板》中Ⅱ类胶合板的要求。     

利用脱脂豆粉制备木材胶黏剂合成工艺初探

由于世界范围内石油资源的紧缺和传统木材用胶黏剂引发的环境问题,使得木材胶黏剂工业重新重视研发豆基胶黏剂。笔者以脱脂豆粉为原料,以尿素、戊二醛为改性试剂制备复合改性木材胶黏剂。分别探讨了尿素浓度、反应温度、反应时间以及戊二醛添加量对改性胶黏剂胶合性能及耐水性的影响,并采用FT-IR分析复合改性胶黏剂样品中活性基团的变化,探索耐水胶合强度增强机理。通过试验结果分析,在试验研究范围内较优合成工艺参数为:尿素浓度为2.0M、反应时间1.0h、反应温度40℃、戊二醛添加量为2.0%(以脱脂豆粉质量为基准)。经30℃热水浸泡处理后,胶合强度达到0.85MPa。     

复合型阻燃剂对无醛超低密度纤维板性能的影响

采用磷-氮-硼(P-N-B)复合阻燃剂以及豆粕胶黏剂复配异氰酸酯(PMDI)胶黏剂制备无醛超低密度纤维板(NUDF),探讨阻燃剂添加量对无醛超低密度纤维板物理力学性能、甲醛释放量以及阻燃性能的影响。研究结果表明:随着阻燃剂添加量(0~8%)增加,NUDF的物理力学性能和甲醛释放量均有所降低,氧指数逐渐升高,总热释放量降低,纤维板成炭现象更明显,可燃性显著降低。当阻燃剂添加量6%时,NUDF综合性能较优,内结合强度0.41 MPa、静曲强度14.5 MPa,24 h吸水厚度膨胀率8.1%,甲醛释放量2.0μg/g,燃烧长度80 mm,相同测试时间内不易被引燃,氧指数32.5%,600 s总热释放量12 MJ/m^2。纤维板达到GB 8624—2012平板状建筑材料难燃B1~C级,产烟等级满足S1级,具有良好力学性能、环保和阻燃性能。锥形量热分析表明:随着阻燃剂添加量的增加,燃烧过程中基本呈现总热释放量降低、总烟量升高、CO产率增大和CO 2产率减小的趋势。     

缩合单宁-PEI改性大豆蛋白胶黏剂制备及性能研究北大核心

以脱脂豆粕为原料,以环氧类树脂为交联剂,并用聚乙烯亚胺(PEI)改性缩合单宁为增强剂制备大豆蛋白基木材胶黏剂,探究缩合单宁与PEI添加比例对胶合板胶合强度的影响,并对改性后大豆蛋白胶黏剂的微观形貌、热稳定性等进行表征和分析,探讨缩合单宁改性大豆蛋白胶黏剂的增强机理。结果表明:当胶黏剂体系中缩合单宁与PEI的质量比为2∶1时,胶合板的耐水胶合强度为1.06 MPa,与未改性的相比提高了360.8%,满足GB/T 9846—2015Ⅱ类板指标要求。该胶黏剂原料为可再生资源,且具有良好的耐水性,具有工业应用的潜力。     

聚酰胺多胺环氧氯丙烷树脂大豆胶黏剂制备及性能研究

采用己二酸(AA)、二乙烯三胺、环氧氯丙烷(ECH)合成聚酰胺多胺环氧氯丙烷树脂(PAE),将其与大豆蛋白按比例混合制备PAE大豆胶黏剂。在合成预聚体(PA)后,通过单因素试验,探究AA与ECH摩尔比、大豆蛋白添加量对胶合板胶合强度的影响,研究了PAE对大豆蛋白的改性作用及胶接机理。结果表明:在胶黏剂合成过程中AA与ECH摩尔比为1:1.0,大豆蛋白添加量为30%,热压温度为120℃、压力1.0 MPa、热压时间6 min条件下,PAE大豆蛋白胶黏剂胶合强度可达1.02 MPa,满足GB/T 9846-2015Ι类板指标要求。     

生物乙醇木质素-PAE改性大豆蛋白胶黏剂合成工艺研究

将生物乙醇木质素与自合成的聚酰胺多胺环氧氯丙烷(PAE)树脂进行接枝共聚改性大豆蛋白,制备环保型胶合板用胶黏剂,并通过单因素试验确定了木质素种类、木质素与PAE质量比、木质素与PAE树脂反应时间、大豆蛋白添加量等工艺条件对大豆蛋白胶黏剂胶合强度的影响。结果表明:当选用生物乙醇木质素与PAE进行接枝共聚、木质素与PAE质量配比为1∶4、反应时间为30 min、大豆蛋白添加量为50%(以木质素-PAE总质量而言)时,制得的三层胶合板湿胶合强度(1.03 MPa)可达到GB/T 9846—2015Ι类杨木胶合板的指标要求。     

室温固化型淀粉基木材胶黏剂的热分解动力学

基于热分析动力学理论,采用热重(TG)法研究了室温固化型淀粉基木材胶黏剂在不同升温速率下的热分解行为,为室温固化型淀粉基胶黏剂在使用中的老化问题提供一定的参考。在X射线衍射分析的基础上,采用无模型Kissinger方程和F-W-O方程对原淀粉(NS)、酯化淀粉(ES)、原淀粉胶黏剂(NSA)、酯化淀粉胶黏剂(ESA)及多异氰酸酯预聚体/酯化淀粉胶黏剂(PESA)的热分解行为进行分析,求解其活化能,探究酯化和预聚体加入对淀粉及胶黏剂热分解行为的影响。结果表明,酯化没有改变淀粉的晶体结构类型,但降低了其结晶度,使得淀粉的热分解活化能减小,热稳定性下降;加入多异氰酸酯预聚体后,酯化淀粉胶黏剂的热分解活化能增大,热稳定性提高。与F-W-O法相比,无模型Kissinger法更易实现对热解活化能的求解,结果更为可靠。通过Kissinger法求得NS、ES、NSA、ESA及PESA的热分解活化能分别为175.75、174.79、174.35、172.00和174.82 k J/mol。     

偶氮二甲酰胺发泡剂对脲醛树脂性能的影响

采用单因素试验方法,将偶氮二甲酰胺发泡剂与脲醛树脂复配制备发泡型胶黏剂,测试胶黏剂的基本性能及拉伸剪切强度,利用热重分析仪(TG)和同步热分析仪(TG-DSC)对胶黏剂的热稳定性和固化特性进行表征。结果表明:偶氮二甲酰胺发泡剂的加入有利于提升树脂体系的流动性,降低树脂的初期固化速度,提高树脂的热稳定性,且对树脂的固体含量及黏度无明显影响;较优的发泡剂添加量为6%;拉伸剪切强度为2.45 MPa。开发的偶氮二甲酰胺/脲醛树脂发泡胶黏剂在轻质人造板领域具有较大的应用潜力。     

胶合板用硅镁系环保无机胶黏剂制备与阻燃性能研究

以硅酸钠、硅酸铝、氧化镁和硅烷偶联剂为原料,制备胶合板用硅镁系硅酸盐无机胶黏剂。采用单因素试验和正交试验考察了主要成分用量对胶黏剂的胶合性能的影响,并采用锥形量热分析技术和热重法分别测试其阻燃抑烟性能以及耐热性能。结果表明,当硅酸钠的质量分数为92.5%,硅酸铝的质量分数为4.7%,氧化镁的质量分数为2.8%,硅烷偶联剂的百分比含量为0.6%(相对于硅酸钠的质量而言)时,改性胶黏剂的综合性能最好,其胶合强度达到0.85MPa,阻燃抑烟性能效果显著,热释放总量和热释放速率明显降低。     

森林燃烧中的火焰特征研究进展

阐述火焰的概念,从火焰高度与长度、火焰颜色与温度、火焰热辐射与结构、火焰传播与火焰淬熄等方面对火焰特征进行综述。可利用火焰燃烧频率判断森林火灾是否发生,利用森林可燃物燃烧的火焰颜色进行火焰区域分割、提取并进行识别。影响森林燃烧火焰的主要因素是森林可燃物,其结构与组成等特征直接决定了燃烧蔓延及火焰特征。未来将聚焦森林燃烧火焰结构识别与特征提取。森林抚育能调整林分密度,优化林分结构,调控可燃物,提高森林抵御火灾能力。     

纳米二氧化硅/有机磷协同阻燃木塑复合材料性能的研究

以桉木粉、低密度聚乙烯（LDPE）和马来酸酐接枝低密度聚乙烯（LDPE-g-MAH）为主要原料,采用熔融共混法制备木塑复合材料（WPC）,并以γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性纳米二氧化硅（Nano-SiO₂）与有机磷阻燃剂（D-bp）为复配阻燃剂对其进行阻燃改性。通过锥形量热、热重分析（TGA）对WPC的阻燃性能、热性能进行分析。结果表明:当改性NanoSiO₂与D-bp添加量分别为3%和7.5%时,协同阻燃WPC具有优异的综合性能,峰值热释放速率、总热释放量、峰值质量损失速率和峰值比消光面积分别为358.3 kW/m²、103.4 MJ/m²、0.123 g/s和693 m²/s,与未阻燃改性WPC相比分别降低25.7%、21.8%、51.6%和85.5%;失重5%的热分解温度和残炭率为276.2℃和17.9%,分别提高119℃和5.3%;拉伸强度也提高了61.8%。     

竹材阻燃处理及对其材性的影响

竹材阻燃处理除了利用阻燃剂处理外,还可以对其进行化学改性、纳米改性、炭化、机械添加、表面涂覆等处理。阻燃处理会对竹材物理力学性能、吸湿性及吸水性、胶合强度、涂饰性、阻燃剂成分的流失性等产生重要影响。文章综述了国内外竹材阻燃处理技术,分析了阻燃处理对竹材性能的影响,以期为推动竹质材料的安全、广泛应用提供参考及借鉴。     

新型氮-磷-硫/单分散二氧化硅复合阻燃剂的阻燃效果

通过利用各元素之间的协效作用，在二氧化硅表面与氮、磷、硫元素发生接枝共聚制备成氮-磷-硫/二氧化硅（N-P-S/SiO₂）复合阻燃剂，用来对竹基板材进行改性处理，研究其对板材的阻燃性能。结果显示，经N-P-S/SiO₂复合阻燃剂处理的竹板材载药能力及阻燃性能均优于浸渍N-P-S处理的样品，随着时间的增加竹板材的载药量呈现出先上升后趋于稳定的变化趋势；TG/DTG结果显示，经N-P-S/SiO₂复合阻燃剂处理的样品有较高的残炭量（32.1%）及热稳定性。     

PEI/APP改性脲醛树脂制备阻燃胶合板及性能

以聚乙烯亚胺(PEI)为改性剂处理聚磷酸铵(APP)制备得到APP@PEI阻燃体系,并将其加入到脲醛树脂(UF)中,制备阻燃胶合板。研究了APP@PEI对UF胶黏剂理化性能的影响,并进一步探讨其对胶合性能及阻燃性能的影响。结果表明:APP、PEI和APP@PEI对UF的黏度、pH和固化时间均有影响。当APP添加量为10%时,UF的黏度由3.843 Pa·s上升至8.270 Pa·s,pH降至5.67,固化时间由91 s降至87 s;当PEI添加量为0.91%时,由于UF体系中支化和交联程度增加,黏度上升至41.433 Pa·s,pH和固化时间分别提升至9.91和116.3 s;而APP@PEI能降低对UF各项性能的影响,添加10%APP@PEI时UF的黏度、pH和固化时间分别为5.966 Pa·s、6.33和94.3 s。添加APP后,胶合板的胶合强度均低于Ⅱ类胶合板强度标准(0.7 MPa);添加PEI后,胶合板的胶合强度能够提升18%以上;APP@PEI添加量为10%时,胶合板的胶合强度达0.85 MPa,高于Ⅱ类胶合板强度标准要求。添加APP、PEI和APP@PEI对胶合板的阻燃性能有不同影响,单独添加PEI无法改善胶合板的阻燃性能,当APP和APP@PEI添加量为10%,15%和20%时,胶合板的极限氧指数(LOI)分别比未添加阻燃剂时提高0.8%,2.0%,2.5%和1.2%,2.2%,3.1%。     

Study on Flame-retardation and Smoke-suppression Characteristics and Mechanism of NSCFR Flame Retardant or Wood

NSCFR flame retardant is one of key factors of non-smoke combustible wood-based materials.Thermal analysis,cone calorimetry,Py-GC/MS, scanning electron microscopy(SEM) were utilized to investigate the flame-retardation and smoke-suppression characteristics and mechanisms of NSCFR flame-retardant.The results show that NSCFR flame-retardant could significantly shorten the combustion duration of wood-based materials and completely eliminate the second peak of heat release rate curve,greatly reduce heat release rate, total smoke release,mass loss rate,specific extinction area,and carbon monoxide production and carbon dioxide production,obviously enhance the mass of combustion char residue,effectively retarding the combustion and inhibiting smoke release of the wood-based material;NSCFR flame-retardant exhibits the ability of flame retardancy on wood by the conjunct mechanism of capturing free radical, diluting combustible gas,and catalyzing charring; NSCFR flame-retardant displays smoke suppression effects on wood by absorption action of nano alveolate structure together with the active catalyzing action of ironic molybdate.     

聚磷酸铵的合成工艺与阻燃性能

聚磷酸铵是一种性能优良的阻燃剂,但聚合度的大小直接影响到其与阻燃基材的相容性.以磷酸和尿素为原料,采用分步聚合的方法,控制适宜的聚合条件.合成了高聚合度的聚磷酸铵.该产品水溶性小,与树脂相容性好,以聚磷酸铵为基组成的膨胀型阻燃剂应用于聚乙烯阻燃,取得了良好的阻燃效果.     

森林火灾图像几何特征提取识别的算法研究

根据野外森林环境下早期烟火的火焰特征,描述了火焰识别的-般判断方法,本研究在原判断基础上利用火焰几何特征来提高火焰判断精度的方法,提出了圆形度、矩形度、平均密度和偏心度4种算法作为火焰儿何特征的判断依据.与其它的火焰识别方法相比较,该算法在野外的复杂环境中,识别的准确性更高,抗干扰能力更强.     

杨木胶合板阻燃性能研究

本文研究了杨木胶合板阻燃剂不同施加方式及施加量对其阻燃性能影响,结果表明:浸渍法施加阻燃剂的胶合板阻燃性能参数比粉末喷洒法有显著提升,阻燃剂施加量占绝干单板质量的5.7%~6.9%时阻燃性能最佳。     

复合发泡剂对纳米防火涂料阻燃性能的影响

采用HC-2 氧指数测定仪、HRR3热释放率系统等仪器,测定表面涂覆不同配比发泡剂的纳米聚氨酯防火涂料的马尾松胶合板试件的燃烧热释放率(HRR)和氧指数值,并比较纳米SiO2的用量对试件阻燃性能的影响.结果表明:1)复合发泡剂的较佳配比尿素与双氰胺为1∶3;2)随着纳米SiO2在基料中加入量的增加,试件的氧指数值显著增大,最高热释放率、2 min总热释放量显著降低,但加入量＞3%以后,其各项指标变化不大,且成本显著增加.