国内外木材阻燃处理技术及发展趋势

从木材阻燃剂、阻燃处理工艺及环境特性等几个方面对国内外的木材阻燃处理技术进行系统、全面的介绍，并在此基础上指出木材阻燃剂的发展趋势是研制高效膨胀型木材阻燃剂，木材阻燃处理工艺的重点在于增强阻燃剂在木材中的渗透性，木材阻燃处理的环境特性主要针对生产阻燃木材过程中废弃物处理问题。在此基础上结合国内的实际情况，发展适合国内需求的木材阻燃技术，为更科学、更高效地利用国内木材资源提供新途径。     

木材阻燃过程中的渗透性及阻燃机理

未经阻燃处理的木材是一种可燃、易燃性材料,它作为一种常见的建筑及室内装修用材,如不进行阻燃处理,其使用范围将受到限制,从而严重影响木材工业的发展和生存。从系统工程的角度看,木材的阻燃技术应包括木材阻燃机理研究、适合于木材的阻燃剂研制、木材阻燃处理技术三方面。就木材阻燃处理技术而言,应包括阻燃剂侵注前的木材预处理、浸注阻燃剂、浸注阻燃剂后木材的再干燥这三个工序。如果阻燃剂不能很好地渗透到木材内部,则无论使用什么阻燃剂,均无法达到较好的阻燃效果。 利用正交旋转组合设计进行试验设计,采用汽蒸的方式对马…     

木材新型阻燃剂的制备研究

研究了木材新型阻燃剂的制备探讨了阻燃剂的阻燃机理，研究结果表明使用该阻燃剂的浓度为１０％时，处理后木材的ＯＩ值达４０以上，符合实际使用要求。     

阻燃红松的热解特性研究

利用热重分析技术，对不同阻燃剂处理过的红松的热解行为进行了研究。结果表明，经单组分阻燃剂处理的木材试样中，聚磷酸铵和硼酸锌处理的木材表现出较好的阻燃性能；氢氧化铝和三聚氰胺对木材热解影响不明显，阻燃效果不好。而经多组分阻燃剂处理的木材试样中，混合阻燃剂对木材的热解影响显著，表现出良好的阻燃性，阻燃能力要明显好于单组分的。其中聚磷酸铵三聚氰胺硼酸锌组合的阻燃效果最好，把木材的失重时间从31min推迟到55min，最大失重速率从2．76mg／min降到0．75mg／min，失重率从97．19％减少到76．30％。     

脒基脲磷酸盐和硅酸钠对木材的阻燃作用

采用锥形量热仪(CONE)法评价木材经阻燃剂脒基脲磷酸盐(GUP)和硅酸钠(Na₂SiO₃)处理后的阻燃性能,结合热重分析法研究GUP和Na₂SiO₃的阻燃机理.实验结果表明:与未加阻燃剂处理的木材相比,Na₂SiO₃ 二次处理木材和GUP一次处理木材的热释放速率(HRR_peak)、总热释放量(THR)、烟释放速率(SPR)、总烟释放量(TSP)和CO₂生成率(Y_CO2)显著降低.Na₂SiO₃ 二次处理木材比GUP一次处理木材显示出更好的阻燃性.从阻燃机理分析,GUP能够加速木材热解过程中的脱水和炭化反应,Na₂SiO₃能够增加纤维素降解反应的活化能,从而增加木材的热稳定性.     

阻燃木材热降解及阻燃机理的研究

将木材用无机硼化物及含磷化合物进行阻燃处理，所得阻燃木材采用热分析、锥形量热分析研究其热解行为，用氧指数、剩碳率、热释放速率和有效燃烧热等参数表征它的阻燃性能，并用Broido方程计算木材的动力学参数热解活化能的变化。通过比较未处理木材和硼化物、含磷化合物处理木材的热解行为、阻燃性能及热解活化能的变化，初步探讨硼化物及含磷化合物处理木材的阻燃机理。     

三聚氰胺改性脲醛树脂的合成及其在阻燃胶合板中的应用

用质量分数为18%(基于液体树脂)的三聚氰胺和不同缩聚度脲醛树脂制备了三聚氰胺改性脲醛(MUF)树脂,将聚磷酸铵及其他阻燃助剂与MUF共混后得到阻燃胶黏剂并用于制备阻燃胶合板。结果表明,当尿素与甲醛预先缩聚至水洗数为2.5～7.5时,所制MUF树脂的贮存稳定性良好;在MUF中阻燃剂质量分数小于80%时,胶合板的胶合强度满足国家Ⅱ类胶合板标准,甲醛释放量满足E1级标准;用该阻燃胶黏剂制备的阻燃胶合板,经锥形量热仪燃烧试验,其释热速率和释热总量较普通胶合板有显著下降。分析认为,将MUF树脂与聚磷酸铵阻燃剂共混制得的阻燃胶黏剂,其胶合性能和甲醛释放量满足国家标准要求;用该阻燃胶黏剂对胶合板进行表面处理阻燃性能良好。     

亚麻织物阻燃性能的研究

选用了FR-01、FR-02、FR-06、FQ-007四种阻燃剂对亚麻织物进行阻燃处理，采用垂直燃烧法测试织物的阻燃性能，分析不同整理剂浓度下织物极限氧指数的变化，并对阻燃处理的织物进行力学性能及面料柔软性分析．结果表明，经阻燃剂处理织物的阻燃性能得到很好的改善，极限氧指数得到提高，其中经FQ-007处理的织物阻燃效果最好；但经阻燃剂处理后的织物的拉伸性能有所下降，面料的柔软性略有降低．     

木质原料和阻燃剂对刨花板性能的影响

分析了5种不同阻燃剂(FR-A、FR-B、FR-C、FR-D、FR-E)、阻燃剂添加量(6%、8%、10%、12%)以及2种不同木质原料(木材刨花和工业大麻秆)对刨花板物理力学性能和燃烧性能的影响。结果表明:阻燃剂对板材的物理力学性能可产生不利影响,但随着阻燃剂添加量的增加,板材的氧指数增加,烟密度等级变小; 工业大麻秆刨花板的氧指数和烟密度等级均小于木材刨花板。试验表明,阻燃剂FR-A和FR-B适合用于制备工业大麻秆阻燃刨花板,阻燃剂FR-C、FR-D和FR-E适合用于制备木材阻燃刨花板,即木质原料的物理结构以及阻燃剂化学成分对刨花板的物理力学性能和燃烧性能影响较大。     

环氧树脂高效阻燃方法的探索

为探索环氧树脂的高效阻燃方法,本文采用单独添加和同时添加两类阻燃剂的方式,得到一系列阻燃环氧树脂。考察了阻燃剂的添加方式对环氧树脂力学性能、热性能以及阻燃性能等的影响。结果表明,阻燃剂能够较好地分散于环氧树脂中,阻燃改性后具有较高的透明性。冲击试验和DSC实验表明含硅阻燃剂可有效提高材料的抗冲强度和玻璃化转变温度,分别提高到39.5 KJ/m²和165℃。热重和极限氧指数结果表明,两种阻燃剂同时添加能够产生更多的残碳(残碳由1.3%增加到10.4%)和可达到最高的氧指数(29.5%),这是由于更多的残碳可有效阻隔热质传递从而提高阻燃性。上述实验结果表明,同时添加两种阻燃剂具有更好的阻燃效果,这为环氧树脂的高效阻燃提供了一种新的思路。     

聚磷酸铵表面处理及阻燃聚丙烯应用研究

采用氨基硅烷偶联剂对聚磷酸铵进行了表面改性. 溶解度测试、X射线光电子能谱及热失重分析表明,改性聚磷酸铵具有良好的疏水性;氨基硅烷偶联剂与聚磷酸铵发生了键合反应;改性聚磷酸铵的热失重速率明显降低. 氧指数及力学性能测试表明,改性聚磷酸铵与双季戊四醇复配膨胀阻燃聚丙烯的阻燃性能有所提高,拉伸强度及断裂伸长率得到明显改善. 研究表明,氨基硅烷偶联剂表面改性聚磷酸铵的方法简便、环保,降低了聚磷酸铵的水溶性,提高了膨胀阻燃聚丙烯的阻燃效果及界面相容性.     

纳米硼酸锌的制备及对木材阻燃性能影响研究

以Zn(NO3)2·6H2O和Na4B4O7·10H2O为主要原料,通过共沉淀法制备纳米硼酸锌,以X-射线粉末衍射和扫描电子显微镜分析了纳米硼酸锌的物相组成及形貌,并研究其对木材阻燃性能的影响.研究结果表明:所制备的硼酸锌平均粒径为30-60 nm,分散均匀.结晶度好.该纳米硼酸锌具有良好的阻燃性能.添加10%的纳米硼酸锌可使桦木粉的300℃残炭量比未添加硼酸锌的提高了19.95%,比微米硼酸锌提高了14.18%;其极限氧指数为38.7.     

阻燃改性木粉/聚苯乙烯复合装饰材料的性能

以含聚磷酸铵（APP）阻燃剂的木粉增强体制备复合材料。利用热重分析测试、极限氧指数测试、衰减全反射红外光谱分析、力学性能测试研究了阻燃改性复合材料对木粉/聚苯乙烯(PS)复合材料的阻燃性能和力学性能的影响。结果表明：相比未改性的木粉/聚苯乙烯复合材料,用APP改性木粉/聚苯乙烯复合材料改善了木塑复合材料的耐热性和阻燃性。当添加5%-20%APP含量时,最大热损失速率由13.02%·min-1降低到11.63%·min-1,热降解性能提高;成炭率和LOI值提高,阻燃性能增强。但是与未添加APP的复合材料相比,添加20%APP时,抗弯强度由71.3MPa降低到54.2MPa, 降低了24%; 拉伸强度从35.3MPa降低到24.8MPa, 降低了30%,APP的加入使复合材料的力学性能降低。     

铜/硼复合防腐剂对膨胀型防火涂料的增效防火与抑烟研究

我国西南地区存在大量传统竹木民居建筑,极具民族特色及历史文化价值. 然而,木材易燃且易被真菌腐蚀,其在实际使用过程中存在极大的安全隐患. 使用防火涂料和防腐剂对木材进行处理可以显著提高木材的阻燃及防腐性能,但防火防腐双重处理对木材阻燃及抑烟行为的影响仍有待揭示. 本文使用铜/硼复合防腐剂（CBCP）和防火涂料对木材进行两步处理,并研究了防火防腐木材的阻燃及抑烟行为. 结果表明,CBCP 可以通过促进炭化反应发生在木材表面形成物理屏障,从而抑制热量和烟释放. 值得注意的是,与单一防火处理的木材相比,防火防腐双重处理的木材具有更好的阻燃、隔热性能以及更少的烟排放量,表明 CBCP 和防火涂料在提高木材火安全性方面具有协同作用.     

膨胀型阻燃剂二溴新戊二醇磷酸酯三聚氰胺盐的合成及应用

以五氧化二磷、二溴新戊二醇为原料合成了5,5-二溴甲基-2-羟基-2-氧代-1,3,2-二氧磷杂环己烷,采用元素分析,IR,1H-NMR,13C-NMR等分析方法进行表征,确定了结构.用该化合物与三聚氰胺反应,合成了含氮、溴、磷的膨胀型阻燃剂二溴新戊二醇磷酸酯三聚氰胺盐,并将其用于对聚丙烯(PP)的阻燃,实验结果表明,当阻燃剂与聚丙烯质量比为3:7时,离火后0秒自熄且不滴落,膨胀性好,具有很好的阻燃效果.     

阻燃聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料的燃烧性能

采用X射线衍射和透射电镜对所制备的聚丙烯/蒙脱土（PP/MMT）插层纳米复合材料的结构进行表征;通过热分析、锥形量热、氧指数、垂直燃烧测试对其热解和燃烧性能进行了研究.热分析表明蒙脱土片层在热解过程中显示出能量阻隔作用,提高了材料的热稳定性和成炭量;蒙脱土片层与膨胀型阻燃剂之间的协效作用使得纳米复合材料热释放速率、CO与CO2释放量及比消光面积明显降低;将不同阻燃级别的材料制成电视机壳进行全尺寸锥形量热仪实验表明,V-0级别的阻燃聚丙烯材料的火灾危险性最小.     

ABS阻燃抗静电体系的研究

采用抗静电剂、阻燃剂和协同剂复合改性ABS ,研制一种抗静电阻燃材料 ,并对各自作用的机理进行初步探讨 .结果表明 ,选用优化配方的阻燃抗静电ABS复合体系具有良好的阻燃和抗静电性能 ,并基本保持了ABS的耐冲击和拉伸性能     

饰面型与钢结构防火涂料膨胀性能比较研究

采用膨胀倍数测试法测试了超薄型,薄型钢结构防火涂料与饰面型防火涂料的膨胀倍数,比较了饰面型防火涂料与钢结构防火涂料膨胀倍数的不同点。饰面型防火涂料膨胀倍数大于30倍为合格;超薄型防火涂料膨胀倍数大于35倍达到合格级,可以判断其质量合格。     

ACQ D防腐处理对速生杨木力学性能 和等温吸着特性的影响

采用满细胞浸渍的处理方法,对速生杨木进行氨溶季铵铜药剂防腐改性。对改性前后材料的基本力学性能和等温吸着特性进行测试与分析。结果表明：试验范围内防腐处理对材料的力学性能影响不显著;采用Nelson方程可以较好地表征速生杨木及其氨溶季铵铜防腐改性材的吸着特性,氨溶季铵铜防腐处理对材料的吸着特性影响不显著。     

Enhanced flame-retardant performance of poly (lactic acid) (PLA) composite by using intrinsically phosphorus-containing PLA

The intrinsically phosphorous-containing flame-retardant poly(lactic acid)(P-PLA) was synthesized through the chain extension of L-lactide and 9,10-dihydro-9-oxa-10-phosphaphenanthrene-10-oxide(DOPO) derivative, then P-PLA was melt blended with neat PLA to produce flame-retardant PLA composite(FR-PLA). The flame-retardant properties of FR-PLAs were investigated by Limiting Oxygen Index(LOI), UL-94, and Cone Calorimeter Tests, the results indicated that the flame-retardant properties of PLA composites were significantly improved with the addition of P-PLA due to its excellent ability to carbonize and dilute combustible gases. The LOI value of FRPLA10 composite(consisting of 90 wt% neat PLA and 10 wt% P-PLA) increased from 20.5 to 27.8 and UL-94 rating reached up to V-1, the peak heat release rate and total heat release of FR-PLA composite were lower than those of neat PLA. The flame-retardant mechanism of FR-PLA depended on both condensed and gaseous phases,which was confirmed by the FTIR, Raman and TG-FTIR. Besides, the tensile strength of FR-PLA10 slightly decreased from 72.4 to 61.8 MPa, which met the requirements of most practical applications. Therefore, the modification method used in this work presented a feasible approach to prepare FR-PLA composite with satisfactory mechanical property.