阻燃处理木质壁纸的结构与性能表征

为了开发新型阻燃木质壁纸,采用复合阻燃剂(组成包括聚磷酸铵、季戊四醇、磷酸胍和纳米有机蒙脱土)对壁纸的面层装饰薄木和底层无纺纸分别进行超声浸渍处理,制成阻燃木质壁纸(FRWW)。采用锥形量热仪、扫描电镜和电子能谱、傅里叶红外光谱分别表征FRWW的阻燃性、表面微观结构和元素种类及含量、化学反应官能团。采用CIE1976(L*a*b*)色空间表色系统对阻燃前后木质壁纸的色差进行表征。结果表明:1)与PVC壁纸相比,FRWW的点燃时间延迟了2倍,热释放速率和有效燃烧热分别减少了8.88%和30.79%,总烟释放量和比消光面积分别减少了28.02%和53.09%,但FRWW的总热释放量、质量损失率及CO释放量与PVC壁纸的相差不大;2)FRWW比PVC壁纸的燃烧增长速率指数降低81.93%、火灾性能指数提高2.17倍,显示出前者具有更好的消防安全性;3)阻燃剂以不规则微米级粒状分布于FRWW表面,元素组成主要为C(31.15%)、O(42.07%)、N(19.77%)、P(5.67%)和其他微量元素;4)FRWW中的阻燃活性官能团(仲氨—NH和P—O—Ar)吸收峰位置在1 042和1 015 cm-1处;5)FRWW的色差值ΔE*ab仅为1.734,表明阻燃处理对木质壁纸的装饰效果影响较小。      

氢氧化铝/硼酸锌复配改性中密度纤维板的阻燃性能

在纤维板生产过程中添加无机阻燃剂，能显著提高其阻燃性能，这对于人身安全至关重要。通过使用氢氧化铝与硼酸锌复配改性中密度纤维板来研究其阻燃性能，对制备的阻燃纤维板进行热重/差示扫描量热以及锥形量热分析。结果表明，无机复配阻燃剂可以显著提高纤维板的热稳定性（残余物量达45%）和烟释放量（降低60%），均显著高于氢氧化铝或硼酸锌单独处理时的阻燃纤维板。利用无机阻燃剂自身不同的阻燃机制，发挥协同效应，可以实现高性能阻燃剂的配制和阻燃纤维板的制造。     

用XRD法研究ULDM纤维素结晶区的热稳定性

纤维素结晶区的热稳定性对超轻质木纤维发泡材料(ULDM)的阻燃性能有关键影响作用。提高纤维素结晶区的有序程度和结晶度,材料的阻燃性能相应获得提高。在氮气保护下,对未阻燃处理、无机复合阻燃剂各组分分别单独阻燃处理和复合阻燃剂阻燃处理的ULDM试样分别热处理到指定温度,通过X-射线衍射(XRD)法分析纤维素结晶区随温度变化的趋势和阻燃剂各组分对结晶区的影响。结果表明:复合阻燃剂的酸脱水成炭作用和硅化合物与碳链形成的化学键结合提高了纤维素结晶区的有序性和结晶度,纤维素结晶区的完全热解破坏温度由400℃提高到500℃以上。经阻燃处理后纤维素结晶区热解过程是逐步降解,防止了由于结晶区的瞬间热解崩溃而发生爆燃的现象。     

阻燃型木质素基硬质聚氨酯泡沫材料的制备及性能

以木质素替代部分二乙二醇制备阻燃性高、成本低、环境友好的硬质聚氨酯泡沫材料,研究了木质素对硬质聚氨酯泡沫性能的影响。结果表明,当木质素质量分数为15%时,木质素基硬质聚氨酯泡沫的热稳定性能和阻燃性能最佳。添加15%木质素的硬质聚氨酯泡沫(LRPUF3)较纯硬质聚氨酯泡沫(RPUF)氧指数高,热释放速率峰值和总释放热小,质量损失率低,表明木质素替代部分聚醇可提高硬质聚氨酯泡沫的耐热性能和阻燃性能。在添加15%木质素的基础上,不同阻燃剂复配合成的硬质聚氨酯泡沫(LFRPU1、LFRPU2),其氧指数较LRPUF3高,热释放速率峰值、总释放热均较LRPUF3低,表明阻燃剂可进一步提高硬质聚氨酯泡沫的阻燃性能。通过SEM观测炭层,探讨其阻燃机理。     

木质素和焦磷酸哌嗪复合膨胀型阻燃剂对环氧树脂材料阻燃性能的影响

木质素结构中含有丰富的羟基与芳香官能团，具备大分子阻燃成炭剂的结构要求且成本低廉，绿色无污染。焦磷酸哌嗪(PPAP)是一种氮-磷协同的新型环保阻燃剂，具有优异的阻燃性能。将木质素与焦磷酸哌嗪按质量比1∶1复配得到一种木质素和焦磷酸哌嗪复合膨胀型阻燃剂，并将其用于阻燃改性环氧树脂(EP)。采用锥形量热分析(CONE)、极限氧指数测试(LOI)、垂直燃烧试验(UL-94)对所制备的“(木质素+焦磷酸哌嗪)复合膨胀型阻燃剂+环氧树脂”阻燃材料的燃烧行为与阻燃性能进行探究。采用热质量分析(TGA)、力学性能测试分析了阻燃材料的热稳定性与力学性能。采用傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM),对环氧树脂复合材料燃烧后所得残炭层的化学结构、表面各元素的原子百分比、微观形貌进行分析表征。结果表明：木质素和焦磷酸哌嗪复合膨胀型阻燃剂(L+P)的引入提高了环氧树脂的阻燃性能与热稳定性。与纯环氧树脂相比，“质量分数20%的(木质素+焦磷酸哌嗪)复合膨胀型阻燃剂+环氧树脂”阻燃材料的极限氧指数由22.2%提高至27.5%,最大热释放速率、总烟释放量分别降低了60.11...     

浸渍纸复合阻燃薄竹工艺的研究

对浸渍纸复合阻燃薄竹工艺进行研究,分析了树脂含量、热压时间、热压压力、阻燃剂种类在不同工艺水平下对复合阻燃薄竹的氧指数及热释放率影响的主次程度与显著程度,探讨浸渍纸复合阻燃薄竹生产的最佳工艺参数。结果表明:阻燃剂种类、树脂含量对复合阻燃薄竹的阻燃性能有重要的影响,当阻燃剂种类为三聚氰胺树脂(MF)、含量为200%时,阻燃薄竹具有最好的阻燃效果,其热释放率为120-130 kW·min·m-2,氧指数为35%-37%。     

聚硅酸硫酸铝对超轻质植物纤维基材料阻燃性能的影响

以有机混合物(废纸板纤维、聚乙烯醇和聚丙烯酰胺)和无机聚硅酸硫酸铝(PASS)为原料,通过有机-无机杂 化,利用液体发泡方法制备出超轻植物纤维基材料。为了研究PASS 对超轻植物纤维基材料阻燃性能的影响,首先 对PASS 的热稳定性、样品燃烧前后的微观形貌以及PASS 在纤维管胞内外的厚度进行观察和测量,然后采用锥形 量热仪对样品的阻燃性能进行测试。结果表明:PASS 具有好的耐高温性能;与有机混合物杂化后具有很好的成膜 性,能在纤维表面形成热稳定性涂层;管胞内、外层膜的平均厚度分别为0.182 和0.667m;PASS 与氯化石蜡的协 效作用显著降低了样品燃烧过程的热释放与质量损失。因此,这种有机-无机杂化可显著提高超轻植物纤维基材 料的阻燃性能。      

用CONE法研究ULDM的阻燃特性

采用硼、氮-磷、硅和卤素系4种组分复合的无机阻燃剂制备难燃超轻质木纤维发泡材料(ULDM),通过锥形量热仪(CONE)法对超轻质木纤维发泡材料独特的燃烧热解特点、燃烧过程的热释放及阻燃剂各组分协效作用进行研究。结果表明,超轻质木纤维发泡材料的燃烧热解有不同于其他木质材料的爆燃现象,放热集中且迅速,瞬间放热量高。经无机复合阻燃处理后的超轻质木纤维发泡材料有焰燃烧时间低于30 s,在火场高温中能够维持阴燃状态,燃烧热解进程缓和,放热平稳。证明了复合阻燃剂各组分可充分产生协效阻燃作用,硼系能迅速形成玻璃态隔离层,氮-磷系能促进脱水成炭,硅系能有效增强纤维和炭层热稳定性,卤素系能极大降低有效燃烧热。     

石蜡乳液浸渍云南松材的燃烧性能及吸湿吸水性研究

以阻燃型石蜡乳液对云南松木材进行常压浸渍处理,用氧指数和烟密度评价浸渍材的燃烧性能,用傅立叶变换红外光谱探讨阻燃剂的作用机理,并进行抗流失性和吸湿吸水性的测试。结果表明,普通石蜡乳液浸渍可使松木从可燃材料降等为易燃性材料,而阻燃剂的加入可以显著降低石蜡乳液浸渍材的可燃性;红外光谱测定结果表明,阻燃型石蜡乳液中的阻燃物质可能与木材纤维素发生了氨基取代和酯交换反应,使得-NH2接枝到呋喃分子上,硼、磷元素可能以硼酸酯和磷酸酯的形式载于木材上;抗流失试验表明,阻燃型石蜡乳液浸渍存在流失,但30 d的抗流失性试验不影响浸渍材的燃烧等级;石蜡乳液浸渍材的吸湿性和吸水性也有显著降低,但阻燃剂加入的影响不明显。     

定向结构麦秸板的阻燃性能

为考查定向结构麦秸板(OSSB)作为建筑结构单体材料使用时的耐火性能,采用单面喷涂阻燃涂料的方法,对OSSB的阻燃性能进行了相关研究。结果表明:随着OSSB表面阻燃剂喷涂量的增加,阻燃性能明显增强;阻燃剂喷涂量为102g/m2时,即可满足C-s1,d0,t2级耐火性能的要求;阻燃剂喷涂量为204g/m2时,耐火性能可达到B-s1,d0,t2级,能够满足轻钢结构和木结构住宅建筑耐火性能和耐火等级的需要。此外,硼酸盐粉剂除主要具有防腐功效外,同时还对阻燃性能具有一定的贡献。     

竹束热处理对CS/APP自组装重组竹阻燃抑烟性能的影响

壳聚糖(CS)/聚磷酸铵(APP)层层自组装(LBL)是一种表面改性工艺,通过对竹束单元进行热处理,研究其对CS-TiO₂/APP自组装重组竹(BS)的阻燃抑烟性能的影响及协同关系。采用不同热处理温度(160、180℃)和处理时间(2、3、4 h)对竹束单元进行水蒸气保护的热处理,首先对不同的竹束特性进行研究,优选竹束热处理工艺条件,然后在竹束表面进行CS-TiO₂/APP自组装后制备重组竹,分析热处理对重组竹阻燃抑烟性能的影响及与LBL阻燃层的协同作用。结果表明,热处理后的竹束热稳定性提高,同时表面阻燃涂层增重率相比未热处理提高了27.0%,LBL后的极限氧指数较未热处理直接负载的提高了14.4%。综合不同热处理工艺下竹束的特性以及和负载LBL涂层的竹束阻燃效果,确定160℃下3 h为重组竹的热处理工艺条件。通过锥形量热测试,热处理后的BS(W-HT)重组竹较BS重组竹,燃烧热释放速率峰值pk-HRR降低了30.1%,产烟速率pk-SPR峰值降低了50.8%,热处理后的BS(W-HT)/CS-TiO₂/APP重组竹与B...     

植酸?三聚氰胺处理木材阻燃性能研究

目的公共场所和住宅起火后易引燃木质材料,迅速燃烧,火势蔓延,并产生大量有毒烟气,导致人员伤亡。为了进一步提高公共场所消防安全水平,以及降低火灾危险性,需对木材进行阻燃处理。本研究用植酸与三聚氰胺处理木材,研究改性材阻燃性能,旨在为木材阻燃提供新思路,丰富木材阻燃体系。方法使用两步浸渍法在青杨内部浸入植酸?三聚氰胺阻燃剂,研究改性木材的增重、增容、热解与燃烧性能;分析改性材燃烧后的残炭形貌,探讨植酸三聚氰胺复配阻燃剂应用于木材的阻燃机理。结果与对照组相比,15%植酸与5%三聚氰胺复合处理组（PM2）的热释放速率峰值和总热释放量分别降低了91.24%和79.05%,热释放抑制效果较好;与对照组相比,PM2组显示出更好的抑烟性能,烟释放速率减少了52.94%。与P15%组相比,PM2组的一氧化碳平均产率减小了51.29%,具有明显的减毒作用。PM2组的残炭量显著提高,较P15%组提升了69.58%,与对照组相比增加了278.4%。结论植酸?三聚氰胺阻燃体系能够进入木材,植酸与三聚氰胺复配处理能减少阻燃木材燃烧的热释放速率、总热释放量、总烟释放量与CO产率。植酸能催化木材脱水和炭化反应,使热解反应在较低温度发生,促使木材产生较多残炭。三聚氰胺能减缓木材热解速率,植酸与三聚氰胺协同作用可促使木材生成更多残炭。      

阻燃抗静电木粉鄄聚丙烯复合材料的制备及性能研究

以木粉和聚丙烯为主要原料,填充改性炭黑(M-CB)和可膨胀石墨(EG)制备阻燃抗静电木粉-聚丙烯木塑复 合材料,并进行力学性能、表面电阻率、氧指数及燃烧性能、热失重行为、阻燃性能测试。结果表明:加入15 g EG、10 g M-CB 后,木塑复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度分别增加了2.0%、5.2% 和15.6%,电阻率下降到了 108 ;与空白样相比,复合材料的起始分解温度从255.0 ℃上升到了272.5 ℃,木粉最高分解温度由349.2 ℃下降 到了287.5 ℃,聚丙烯的最高分解温度由448.1 ℃上升到了477.9 ℃,在800 ℃下的残炭率由9.9% 上升到了 33.5%;点燃时间从3 s 增加到了14 s,在500 s 时总热释放量下降了56.5%,残炭率提高了5 倍,表现出显著的阻燃 与抗静电性能。      

APP-PER-MEL阻燃剂对竹粉/PP复合材料性能的影响

采用硅烷包覆型聚磷酸铵(APP)作为阻燃剂,对竹粉/聚丙烯（PP）复合材料进行阻燃改性,研究APP的用量对复合材料阻燃性能和力学性能的影响;基于APP的最佳用量,以APP、季戊四醇（PER）和三聚氰胺（MEL）作为膨胀型阻燃剂（IFR）,研究APP、PER和MEL的互配比例对复合材料阻燃和力学性能的影响。结果表明,随着APP用量的增加,复合材料的阻燃性能不断增强,但弯曲和拉伸强度下降。当APP用量为复合材料总质量的15%时,其综合性能较佳,与未阻燃复合材料相比,极限氧指数（LOI）由17.1%提高至21.5%,弯曲模量和缺口冲击强度（NIS）分别增强14.8%和32.2%,弯曲强度和拉伸强度分别降低9.3%和28.8%。当APP、PER和MEL的互配比例为3∶1∶1时,添加15% IFR的复合材料的力学性能总体增强,与未阻燃复合材料相比,弯曲强度、弯曲模量和NIS分别增强18.1%、20.0%和23.3%,仅拉伸强度降低10%。锥形量热仪和极限氧指数仪结果显示,IFR阻燃复合材料的热释放速率、热释放速率峰值和总热释放量分别降低56.7%、40.2%和30.5%;LOI提高至25.9%,复合材料的阻燃性能进一步改善,但是,总产烟量增大了16.7%,该IFR的添加对复合材料的持久抑烟效果不佳。     

模拟酸雨对聚氯乙烯农膜中增塑剂析出的影响

选取某种聚氯乙烯(PVC)农膜进行测试,分析其中所含增塑剂种类以及在模拟酸雨浸泡下增塑剂的析出特性。结果表明,该农膜中添加的增塑剂为邻苯二甲酸-2-乙基己基酯(DEHP),在模拟酸雨浸泡下PVC膜中析出的物质主要为DEHP。当溶液pH值为6.5和5.6弱酸性时,PVC膜析出的DEHP量相对最大,在30d内分别减少了2.66%和2.38%。而当pH值为7.0和2.5时,PVC膜析出的DEHP量中等(30d分别为1.46%和1.52%),当溶液pH值为3.0和4.0时,PVC膜中DEHP的含量水平在30d内只降低了1.33%和1.22%。研究发现,在pH值为5.6和6.5弱酸性酸雨模拟液中,DEHP易于在溶液中分散和降解,并可使PVC膜表面产生一定程度的龟裂,利于PVC膜中DEHP析出。     

3种针叶树种树皮的阻燃性研究

在火烧迹地调查的基础上，分析了滇中云南油杉Keteleeria evelyniana，华山松Pinus armandii．云南松Pinus yunnanensis等3种树种在不同林火行为下的耐火性差异，确定了从树皮的阻燃性角度分析林木耐火性的研究方法。对3种树种的树皮的结构进行了调查，对树皮的平均厚度、含水率、导热系数、氧指数和热辐射作用下的质量损失过程和树皮内表面温度变化过程6个阻燃性相关因子进行了测定和分析。结果表明：①云南油杉树皮内皮层结构完整不开裂，外皮层疏松，平均厚度是云南松和华山松树皮的1．38和3．07倍，导热系数为云南松树皮和华山松树皮的67．66％和54．85％，氧指数是云南松和华山松树皮的1．25和1。33倍。在热辐射作用下，云南油杉树皮内表面升温速率低，热分解缓慢，阻燃性最强，云南松树皮的阻燃性次之，华山松树皮的阻燃性最差。②树皮阻燃性的不同造成了云南油杉、云南松和华山松树种间耐火性差异。根据3种树种树皮的阻燃性和林木耐火性差异提出了相应的森林消防措施。图3表3参11