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%。     

杂化硅/膨胀石墨制备阻燃硬质聚氨酯泡沫的研究

制备无卤阻燃剂——杂化硅，并与膨胀石墨复配，用羟甲基化木质素替代部分聚醚多元醇，通过一步法制备阻燃硬质聚氨酯泡沫（RPUF）。结果表明：阻燃剂在聚氨酯体系中混合均匀，泡孔大小均匀。通过极限氧指数测试试样的阻燃等级，试样达到难燃材料。通过热重-差热综合分析研究试样的热分解过程，测试表观密度、压缩强度和导热系数研究试样的物理力学性能。当羟甲基化木质素用量为8%，杂化硅用量为14%，膨胀石墨用量为6%时，改性材料的极限氧指数最高可达到29.6%；试样的表观密度为41.0～45.0 kg/m³，导热系数为0.019～0.026 W/（m·K）；压缩强度分布为0.190～0.240 MPa。     

蓖麻油基阻燃多元醇的合成及在聚氨酯泡沫中的应用

以蓖麻油为原料,经过甘油醇解反应、双氧水环氧化反应、磷酸二乙酯与环氧基团开环反应生成蓖麻油基阻燃多元醇,然后与多聚异氰酸酯(MDI)形成聚氨酯泡沫。蓖麻油基阻燃多元醇的结构采用FT-IR、1H NMR进行表征,聚氨酯泡沫的力学性能和阻燃性能采用万能试验机、极限氧指数仪和热重分析仪进行测量。结果表明:通过一系列的反应生成了蓖麻油基阻燃多元醇,在不采用任何阻燃剂的情况下,虽然蓖麻油基阻燃多元醇的P元素仅有1%,但是聚氨酯泡沫的氧指数与醇解蓖麻油制备的聚氨酯泡沫相比从20.1%提高到23.8%,说明蓖麻油基阻燃多元醇制备的聚氨酯泡沫具有很好的阻燃性能;制备的蓖麻油基阻燃多元醇的羟值与醇解蓖麻油相比,由408 mg/g提高到了420 mg/g;随着蓖麻油基阻燃多元醇含量的提高,聚氨酯泡沫的压缩强度从0.118提高到0.128 MPa,热稳定性也有所增强。     

镁铝层状双氢氧化物/三聚氰胺磷酸盐复配阻燃剂对中密度纤维板的协效阻燃机理分析

【目的】探究镁铝层状双氢氧化物(MgAl-LDHs)与三聚氰胺磷酸盐(MP)复配阻燃剂的协同阻燃机理,为MgAl-LDHs与磷氮阻燃剂复配阻燃剂应用于阻燃纤维板制备提供理论基础。【方法】采用氧指数仪和锥形量热仪测试阻燃中密度纤维板的阻燃性能,通过氧指数、热释放速率、总热释放量、烟释放速率、烟释放总量变化和协效比计算,分析复配阻燃剂的释热性能及其在生烟特性方面的协效作用,运用热重分析、傅里叶红外光谱分析以及热重-傅里叶红外光谱联用分析技术探讨MgAl-LDHs与MP之间的凝聚相和气相阻燃机理。【结果】复配阻燃剂制备出中密度纤维板的氧指数为31.9%,复配阻燃剂在氧指数协效比计算中未表现出协效作用,而锥形量热仪协效比计算表现出协效作用,热解分析表明复配阻燃剂对木粉的阻燃效果优于MgAl-LDHs和MP单独阻燃作用。燃烧过程中MP催化MgAl-LDHs快速分解,释放大量水蒸气和CO₂,吸收纤维板热量,降低表面温度,使燃烧难以维持,同时水蒸气和CO₂稀释可燃气体和氧气浓度,降低燃烧速率。复配阻燃剂的阻燃机理主要为气相阻燃,凝聚相阻燃作用不明显,气相阻...     

用锥形量热仪测试思茅松阻燃胶合板的阻燃性能

为了研究出一种阻燃性能良好的阻燃胶合板,以无机阻燃剂、聚磷酸铵阻燃剂、有机高温阻燃剂和钼酸铵阻燃剂4种阻燃剂处理思茅松单板制备胶合板,采用锥形量热仪对胶合板阻燃性进行测试和评价。研究结果表明,4种阻燃剂处理的胶合板热释放速率峰较素板显著降低。阻燃剂首先可以延缓木材炭化,表现为第一个热释放速率峰出现的时间较素板均有延长,其中以无机阻燃剂处理的胶合板阻燃效果最好。阻燃剂处理的胶合板热释放速率曲线较平坦,成碳速率较素板高,燃烧耗氧量和龟裂程度较素板低。     

用CONE法研究木材阻燃剂FRW的阻燃性能

利用锥形量热仪 (CONE)系统地测定了新型木材阻燃剂FRW的阻燃性能 ,讨论了FRW对阻燃木材在燃烧时的热释放、质量变化及耐点燃性的影响 ,并与Dricon阻燃剂进行了对比。结果表明 ,在 5 0kW·m2 的热辐射功率下 ,FRW阻燃处理木材的热释放速率 (RHR)和总热释放量 (THR)随FRW载药率的升高而降低 ,至载药率达到 10 %左右时 ,RHR及THR降低为未处理木材的 5 0 %左右 ,并且降低的趋势明显变缓 ;FRW与Dri con阻燃木材的有效燃烧热 (EHC)曲线基本重合 ,说明二者的阻燃机理类似 ;FRW阻燃木材的质量损失速率(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 ;FRW阻燃处理能显著提高木材燃烧时的成炭率 ,但对木材的点燃时间影响不大 ;FRW与Dricon的阻燃效力相当 ,属高效木材阻燃剂。     

酯化半乳甘露聚糖与Mg（OH）2、Sb2O3混配抄造增强阻燃纸

以丁烷四羧酸制得的酯化半乳甘露聚糖（EGM）为纸张增强剂，Sb₂O₃和Mg（OH）₂为阻燃剂，研究其复配方式对阻燃纸物理性能和阻燃性的影响。研究结果表明：添加EGM能提高阻燃纸的抗张指数、耐破指数、耐折度，控制Sb₂O₃用量为15%,当添加1.5%EGM和15%Mg（OH）₂时，阻燃纸的抗张指数达到56.2 N·m/g,耐破指数达到了3.37 kPa·m²/g,耐折度达46次，相比未添加EGM的阻燃纸分别增加了14.7%、 12.0%和119.0%。当Sb₂O₃用量为15%、Mg（OH）₂为25%时，纸张的阻燃效果达到最佳，阻燃纸的炭化长度为16.8 mm,续燃时间为0.43 s,灼燃时间为25.96 s。扫描电镜及能谱分析表明：Mg（OH）₂和Sb₂O₃成功附着在纸张纤维中，且EGM的添加增强了Mg（O...     

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。     

松香改性硬质聚氨酯泡沫塑料耐热性研究（Ⅱ）──泡沫组成对耐热性的影响

以化学改性松香合成了一系列具有不同组成的松香来酯型硬质聚氨酯泡沫塑料，用热重（ＴＧ）法研究了泡沫组成与耐热性的关系。研究结果表明，随ＮＣＯ／ＯＨ的增加，泡沫体起始失重温度（Ｔ＿（ｏｎ））上升，高温形变率减小。热重分析进一步证实了在此类泡沫体的两阶段热失重过程中，第二阶段热失重是山多异氰酸酯组分的热分解引起的。泡沫密度对其热重曲线无明显影响，但却与高温尺寸稳定性和强度密切相关。证明了泡沫体耐热性除受其化学结构控制外，还与泡沫孔壁厚度及强度等因素有关。     

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%。     

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。     

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.     

MPP和ADP复合阻燃剂配比对竹纤维/聚丙烯复合材料性能的影响

采用三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)和二乙基次膦酸铝(ADP)为阻燃剂,通过无纺气流铺装和热压工艺制备阻燃竹纤维增强聚丙烯复合材料,探讨了阻燃剂MPP和ADP的配比对复合材料力学和阻燃性能的影响。结果表明:复合材料的拉伸强度和静曲强度随着阻燃剂的添加而明显下降,这是由于2种阻燃剂与基体材料之间界面相容性较差所致;单独添加阻燃剂时,弹性模量有所增加,而2种阻燃剂同时添加时,弹性模量有所下降。MPP与ADP复配使用比单独添加具有更好的阻燃效果。当MPP与ADP的质量比为2∶1时,复合材料的阻燃性能较优,其极限氧指数(LOI)达到31.2%,比无阻燃剂复合材料提高了65.1%,比单独添加MPP和ADP分别提高了17.7%和12.2%;其产生的炭层能够起到隔绝热量和氧气,同时阻止火焰传递,阻止可燃性气体挥发的作用,从而保护下方基材;其最大热释放速率和总热释放量分别为197 kW/m~2和52.1 MJ/m~2,分别比无阻燃剂复合材料降低了22.1%和21.9%;燃烧后的复合材料会产生大量残炭,其残炭率相比无阻燃剂复合材料提高了170.5%,有效地提升了复合材料的阻燃性能。     

巴旦木壳/高密度聚乙烯基复合材料的阻燃性能

为有效利用食品加工行业产生的巴旦木果实外壳,用高密度聚乙烯(HDPE)、巴旦木壳、FRW阻燃剂为原料合成一种具有阻燃特性的复合材料。结果表明,巴旦木外壳存在丰富的孔隙结构,能够在较短时间内吸附较多的阻燃剂;当巴旦木壳载药率为15%时,巴旦木壳/HDPE复合材料的力学性能较好,与未添加阻燃剂的复合材相比弯曲强度提升10.93%,拉伸强度提升8.19%,弹性模量提升0.88%,冲击强度提升29.44%。扫描电子显微镜观察显示,巴旦木壳的细胞壁上均匀分散着阻燃剂;当巴旦木壳载药率为5%,15%,25%时,巴旦木壳/HDPE复合材料的极限氧指数分别为25.7%,26.5%,27.1%,高于相同条件下制备的杨木/HDPE复合材料。锥形量热仪检测结果表明,巴旦木壳/HDPE复合材料相比杨木/HDPE复合材料阻燃性能更好。当载药率为15%时,巴旦木壳/HDPE复合材料的最高热释放速率、平均热释放速率、总热释放量、平均有效燃烧热、点燃时间分别为256.12 k W/m~2、147.50 k W/m~2、73.78 MJ/m~2、21.47 MJ/kg、27 s,具有较好的阻燃性能。热重分析显示,巴旦木壳/HDPE复合材料具有较好的热稳定性。     

酚醛泡沫体-中纤板夹芯板制备及其燃烧性能

以阻燃中密度纤维板为表板,以酚醛泡沫为芯材,分别采用白乳胶、酚醛胶和脲醛胶分别制备酚醛泡沫体-中密度纤维板夹芯板,并检测其燃烧性能。结果表明,一定涂胶量情况下,3种胶黏剂制备的夹芯板的内结合强度均可达0.16 MPa;采用酚醛胶制备的夹芯板的热释放速率峰值、耗氧量、CO/CO2产率比值均最低,阻燃性能最佳。     

松香改性硬质聚氨酯泡沫塑料耐热性研究（Ⅰ）──松香酯多元醇结构对其耐热性的影响

以马来海松酸酯多元醇、马来松香酯多元醇和松节油马来酐加成物酯多元醇为基，制备了硬质聚氨酯泡沫塑料。热重分析表明，最终泡沫材料的热稳定性与酯多元醇的结构密切相关，热分析曲线呈明显的两阶段热分解过程。低温阶段的热失重主要由酯多元醇部分引起的，而高温阶段的热分解则主要是由异氰酸酯部分控制的。     

阻燃处理竹丝装饰材的热解及燃烧特性

竹丝装饰材是以竹丝为基本结构单元,通过编织或胶黏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,竹丝装饰材阻燃性能的研究具有重要的应用价值。以硼酸/硼砂(质量比1∶1)复配的阻燃剂对毛竹的竹青部位(OB)和竹黄部位(IB)所制竹丝装饰材进行阻燃处理,利用锥形量热仪和热重分析仪对阻燃前后的竹丝装饰材燃烧性能和热解特性进行研究。结果表明:竹丝装饰材及其阻燃处理试样在燃烧过程的热释放和烟释放均遵循OB大于IB的规律;硼酸/硼砂复配阻燃剂可延迟引燃时间、缩短有焰燃烧阶段。经比较可知,阻燃处理的竹丝装饰材B-OB和B-IB热释放速率(HRR)峰值分别下降了19.30%和18.11%;HRR均值分别下降了43.09%和46.84%,在115 s内的热释放总量(THR)分别下降了26.67%和24.00%;比消光面积下降12倍左右,烟释放速率(SPR)的峰值分别下降了89.22%和80.58%,发烟总量(TSP)的降幅分别达到了94.55%和91.71%;阻燃剂可促进催化成炭,在OB和IB中的残炭率分别增加了17.36%和17.95%。因此,硼酸/硼砂复配阻燃剂具有良好的抑热和抑烟作用。     

松香改性硬质聚氨酯泡沫塑料耐热性研究（I）：松香酯多元醇结构对…

以马来海松酸酯多元醇、马来松香酯多元醇和松节油马来酐加成物酯多元醇为基，制备了硬质聚氨酯泡沫塑料。热重分析表明，最终泡沫材料的热稳定性与酯多元醇的结构密切相关，热分析曲线呈明显的两阶段热分解过程。低温阶段的热失重主要由酯多元醇部分引起的，而高温阶段的热分解则主要由异氰酸酯部分控制的。     

异元素掺杂碳量子点制备及对木材阻燃性能的影响

以防火板砂光粉废料为原料,经水热预抽提处理并掺杂三羟甲基氧化磷(THPO),合成了具有高效阻燃性能的磷氮异元素掺杂碳量子点(N,P@CDs)新型阻燃剂,并采用真空浸渍法对杉木进行阻燃处理,结合红外光谱、X射线光电子能谱、扫描电镜和锥形量热等进行测试分析。结果表明：不同阻燃处理的木材氧指数均有所提高,其中N,P@CDs阻燃处理木材效果最显著,氧指数高达40.8%,较未阻燃处理的木材氧指数提高79.7%。锥形量热实验表明：第1个热释放速率峰值降低30.4%,且第2个热释放速率峰值出现时间延后25 s, 6和10 min的总热释放量显著降低31.7%和30.3%,N,P@CDs受热能催化木材表面脱水成炭,同时分解释放含氮小分子等不燃气体,使热解反应在较低温度发生,促使木材产生较多残炭。扫描电镜及能谱表明：N,P@CDs含有丰富的氮和磷元素,能够在木材中相对均匀分布且阻燃处理并不会改变木材天然的多孔结构。与其他常见阻燃处理会降低木材强度相比,N,P@CDs处理木材的力学强度提高12.8%,且阻燃剂具有一定的抗流失性。具有阻燃、力学增强及抗流失等优良性能的N,P@CDs成功制备,对于开发新型阻燃...