锌硼磷酸铵盐对木粉与聚氯乙烯复合材料燃烧性能的影响

采用硼酸熔融法合成了一种锌硼磷酸铵盐化合物(ZBP),利用X射线衍射、扫描电镜、X射线光电子能谱、红外光谱分析、热失重等对合成产物的结构、形貌、组成及热稳定性进行表征。将ZBP作为阻燃剂加入到木粉/聚氯乙烯复合材料(WF/PVC)中,通过热压工艺制得阻燃木粉/聚氯乙烯复合材料(ZBP-WF/PVC),利用热失重(TG)和锥形量热仪(CONE)对阻燃ZBP-WF/PVC复合材料的热解成炭和燃烧性能进行分析,通过万能力学试验机和组合冲击试验机对其进行力学性能测试。结果表明:阻燃剂的加入提高了复合材料的热稳定性,增加了残炭量;阻燃剂的加入对复合材料的热释放影响较小,但显著降低了材料的烟释放速率,具有一定的阻燃抑烟效果;添加量为10%的阻燃剂对复合材料的力学性能影响较小。     

多孔材料协同APP处理木纤维/PVC复合材料的阻燃与抑烟研究

对比测试不同多孔材料协同聚磷酸铵(APP)阻燃处理木纤维/聚氯乙烯(PVC)复合材料热释放特性参数,探究不同多孔材料的协同效应对复合材料CONE热、烟释放特性参数的影响规律,为选择多孔材料协同阻燃提供依据。在50kW·m~(-2)热辐照功率下,通过CONE测定3种不同多孔材料协同APP阻燃处理的木纤维/PVC复合材料的热释放速率(HRR)及其峰值(PHRR)、总热释放量(THR)、有效燃烧热(EHC)等CONE热释放特性参数。结果表明,APP阻燃处理的木纤维/PVC复合材料的热释放峰值(PHRR)比未阻燃木纤维/PVC复合材料降低了56kW·m~(-2),膨化石墨协同APP阻燃处理的复合材料的PHRR降低了103.9kW·m~(-2);活性炭协同APP阻燃处理的木纤维/PVC复合材料的总烟释放量(TSP)为36.2m~2·s~(-1),比未阻燃木纤维/PVC复合材料降低了12%。聚磷酸胺(APP)阻燃剂能有效地降低木纤维/PVC复合材料的热释放,多孔材料与APP的协同效应,在降低热释放的同时更能降低烟气释放。     

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。     

聚酰胺-6微纤维及硼酸锌增强壳层结构共挤出木塑复合材料的性能

在具有核-壳结构的共挤出木塑复合材料的壳层结构中添加硼酸锌(ZB)阻燃剂、聚酰胺-6(PA6)微纤维,制备具有核-壳结构的共挤出木粉-高密度聚乙烯复合材料,分别对材料的微观形貌、剖面密度、力学性能、耐水性能、阻燃性能进行测试,分析硼酸锌阻燃剂、聚酰胺-6微纤维对木塑复合材料性能的影响.结果表明:具有核-壳结构的木塑复合材料,弯曲强度、断裂应变、抗冲击强度与仅含核层结构的木塑复合材料相比,均有显著提升;加入硼酸锌阻燃剂的木塑复合材料,热释放速率峰值、总热释放量、烟释放速率、总产烟量均呈现出显著下降结果,点燃时间增加,并大幅降低了材料阻燃剂的总使用量.在具有核-壳结构的共挤出木塑复合材料的壳层结构中加入聚酰胺-6微纤维,能有效改善复合材料的弯曲模量、弯曲强度,对阻燃性能有积极影响.     

阻燃木粉-聚丙烯复合材料的热解特性及热解动力学研究

采用热重分析仪分析阻燃木粉鄄聚丙烯复合材料的热解特性,并研究不同升温速率对添加聚磷酸铵(APP)、 改性聚磷酸铵(M-APP)的阻燃木塑复合材料热解行为的影响,通过热重曲线建立热解动力学方程和分布活化能模 型,揭示了阻燃木粉鄄聚丙烯复合材料的热稳定性、热解反应活化能。结果表明:APP 和M-APP 2 种阻燃剂相比,M- APP 降低了复合材料的起始分解温度,并提高了木塑复合材料的残炭量;M=APP 使木粉最高分解温度由344.8 c 降低到334.1 c,使聚丙烯的最高分解温度由518郾5 益提高到525.6 c,残炭量由19.4% 提高到21.7%;添加 M鄄APP木塑复合材料的活化能比添加APP 的低。所以作为木粉鄄聚丙烯木塑复合材料的阻燃剂,M-APP 的阻燃效 果优于APP。      

复合阻燃剂对思茅松胶合板性能的影响

选用5种磷-氮-硼复合体系阻燃剂对思茅松单板进行真空加压处理,用于制备阻燃胶合板,测试思茅松阻燃胶合板的胶合强度、燃烧性能、吸湿性和抗流失性.结果表明:当阻燃剂载药率为10%时,阻燃胶合板的胶合强度均≥1.15 MPa,超过Ⅱ类胶合板标准0.8 MPa;极限氧指数值均>38%,达到日本JIS难燃一级指标要求.当载药率为15%时,FR-a,FR-b和FR-c 3种阻燃剂处理的阻燃胶合板的极限氧指数值为53%~59%.5种阻燃剂中,FR-a会显著增加木材的吸湿性,其他阻燃剂对吸湿性影响不大.与阻燃剂的水溶性相对应,FR-a和FR-b抗流失性较差,FR-d和FR-e具有优良的抗流失性,FR-c则有一定的抗流失性.5种阻燃剂相比较,FR-c的综合性能最优.     

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...     

沙柳液化产物/异氰酸酯泡沫材料热学性能研究

为探究阻燃剂对沙柳液化产物/异氰酸酯泡沫材料导热行为的影响和开发具有阻燃特性的聚合物复合材料,以沙柳多元醇液化产物为原料、辛酸亚锡为催化剂、水为发泡剂,与异氰酸酯进行发泡制备沙柳液化产物/异氰酸酯硬质泡沫,利用正交试验法研究工艺因子对硬质泡沫材料导热性能的影响规律,使用锥形量热仪（CONE）对该材料燃烧行为进行分析。结果表明:1）沙柳液化产物/异氰酸酯泡沫材料制备工艺对导热性能的影响关系为阻燃剂添加量＞沙柳液化产物与异氰酸酯比例＞阻燃剂种类,方差分析表明工艺因子对导热性能的影响均不显著;2）最优工艺:阻燃剂添加量8%,沙柳液化产物/异氰酸酯比例1.0∶1.0,阻燃剂为有机蒙脱土,制备的硬质泡沫材料密度0.168 g·cm^-3,抗压强度0.83 MPa,导热系数0.118 3 W·m^-1·K^-1,此工艺制备的聚氨酯泡沫是一种优良的保温材料;3）不同有机蒙脱土添加量的沙柳液化产物/异氰酸酯泡沫燃烧行为属于双阶段燃烧过程,阻燃剂有机蒙脱土添加量8%,燃烧开始时间推迟至120 s且总热释放量降低。     

不同胶黏剂和阻燃剂对刨花板燃烧性能的影响

为了研究出一种阻燃性能良好的阻燃刨花板,分析了3种不同胶黏剂和阻燃剂对刨花板物理力学性能和燃烧性能的影响。结果表明：不同的胶黏剂种类对刨花板的各项性能具有显著的影响,在添加阻燃剂后多数刨花板的物理力学性能下降,仅异氰酸酯胶黏剂（MDI）刨花板的弹性模量（MOE）显著提高（P=0．002）。在添加阻燃剂前酚醛树脂胶黏剂（PF）和MDI均具有良好的抑烟作用;添加阻燃剂后,PF的抑烟作用增强,但不利于提高板材的阻燃性能;而MDI的发烟量增加,却可以显著地提高板材的阻燃性能。添加阻燃剂后,脲醛树脂胶黏剂（UF）刨花板的烟密度等级和氧指数分别是空白刨花板的77．86％～103．64％和124．68％～153．21％;PF刨花板的烟密度等级和氧指数是空白刨花板的27．8％～87．53％和123．95％～142．6％;而MDI刨花板的烟密度等级和氧指数是空白刨花板的108．75％～203．04％和137．5％～163．24％。总之,PF具有优异的抑烟性能但阻燃性能一般,MDI具有很好的阻燃性能但会增加板材的发烟量,可进一步在研究阻燃剂与胶黏剂之间作用机制基础上开发出一种阻燃抑烟性能优良的阻燃剂或制备出阻燃性能优异的刨花板。图1表5参12     

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%。     

阻燃型聚丙烯基木塑复合材料的正交优化

为获得性能良好的阻燃型聚丙烯基木塑复合材料(WPC),从理论上估算WPC中木粉(WF)所含的羟基(—OH),以指导调整膨胀型阻燃剂(IFRs)中聚磷酸铵(APP)与季戊四醇(PER)的比例及用量,通过正交试验对其进行优化。利用前期试验得到的协效剂组MgO/EG/SiO_2(其组成为m(MgO)∶m(可膨胀石墨,EG)∶m(SiO_2)=1∶5∶5,配比为m(IFRs)∶m(MgO/EG/SiO_2)=1.00∶0.18)对优化后的APP/PER进行阻燃增效,进一步提高WPC的阻燃性能。结果表明,当m(APP)∶m(PER)=2.0∶0.6、IFRs的质量分数为25%时的IFRs1对WPC的阻燃效果最为显著。IFRs1及MgO/EG/SiO_2的同时加入可有效提高WPC的热稳定性,其残炭率提高至24.79%。WPC/IFRs1的热释放速率峰和总热释放量比WPC分别降低了33.9%和10.4%,WPC/IFRs1/MgO/EG/SiO_2的热释放速率峰和总热释放量比WPC分别降低了39.15%和15.99%。硅烷偶联剂KH550、钛酸酯偶联剂NDZ-201和铝酸酯偶联剂DL-411-DF处理均能提高WPC/IFRs1/MgO/EG/SiO_2的力学性能和阻燃性能,其中KH550的效果最好。     

稀土氧化物对室温硫化耐辐照硅橡胶的影响

为探究稀土氧化物中氧化钇(Yttrium oxide,Y2 O3)、氧化铈(Cerium oxide,CeO2)、氧化钆(Gadolinium ox-ide,Gd2 O3)对室温硫化硅橡胶耐辐照性能的影响,采用钴-60辐照装置、邵氏硬度计、微机控制电子万能试验机对硅橡胶性能进行试验和测试,探讨了室温硫化硅橡胶的耐辐照、...     

复合NP阻燃剂处理杨木的热解特性与动力学分析

为研究复合NP阻燃剂处理杨木的热解特性与阻燃机理,利用热分析法对蒸馏水、聚硅酸磷酸二氢铝(Al-Si)、NP阻燃剂(N-P)、聚硅酸磷酸二氢铝复合NP阻燃剂(N-P-Al-Si)处理杨木(编号为A、B、C、D)的燃烧性能进行探讨,分别运用Ozawa-Flynn-Wall法和修正Coats-Redfern法计算阻燃杨木活化能。结果表明:A仅有1个热解阶段,此阶段的活化能值为65~70 kJ/mol。阻燃处理材的热解大致分为2个阶段,D的主要热解阶段介于B、C之间,其热释放速率缓慢,失重速率和失重量最小。并且在不同的升温速率下D的失重趋势一致,随着升温速率的增大,失重曲线向高温方向移动。D第1、2阶段的活化能分别为120、240 kJ/mol,均显著大于C(115 kJ/mol),表明Al-Si与N-P复配后的阻燃效率得到提高。      

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。     

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。     

阻燃剂森林草原防火的实验研究

通过对KM阻燃剂在林区边缘的草地植被防火实验过程中的研究，分析了KM阻燃剂的阻火性能，给出了KM阻燃剂的使用方法。实验表明:25%以上的KM阻燃剂在草地火灾发生时完全可以用于开设防火隔离带；对于低矮、稀疏的枯草，阻燃剂用量为5 m 2/L，高而浓密的枯草阻燃剂用量为2 m 2/L；为了有效发挥KM阻燃剂的作用，草地防火隔离带要连续，不得留有缺口，防火带宽度应该是枯草平均高度的5倍以上。      

胶合板用新型有机阻燃剂的研究

分析探讨新型有机阻燃剂处理胶合板的阻燃机理、应用工艺、产品性能 .研究结果表明 :该阻燃剂对胶合板的阻燃性能良好、阻燃效果显著 ,用普通胶合板生产线生产阻燃胶合板是可行的 ,产品的各项性能指标达到了相关标准的要求     

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。      

木纤维/回收塑料复合材料的燃烧特性研究

该文利用氧指数测定仪、锥形量热仪测定了木纤维/回收塑料复合材料的燃烧性能,并与普通纤维板进行了对比. 结果表明:①和普通纤维板相比,木纤维/回收聚氯乙烯复合材料从点燃时间和平均质量损失速率上表现为热稳定性很差,而热释放速率和平均有效燃烧热等性能较好;木纤维/回收聚丙烯复合材料热稳定性相对较好,但其他燃烧性能都表现很差;②回收聚丙烯和聚氯乙稀作为主要原料制备的木塑复合材料相比,前者热稳定性好,但总体表现为火灾危害性更大;③木纤维/回收聚丙烯复合材料在加入偶联剂PAPI后改变了的燃烧特性,表现为点燃时间延长、有效燃烧热降低、热释放速率提高. 如将木塑复合材料用作室内建筑装饰材料,须考虑对其进行阻燃处理.