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[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
张蕾 常晓雅 吴静 王明枝
以三聚氰胺改性脲醛树脂(MUF)为基料,添加聚磷酸铵(APP)和4A分子筛制备膨胀型木材阻燃涂料,利用锥形量热仪研究阻燃涂料涂饰杨木Populus spp.的燃烧性能。结果表明:1MUF中加入质量分数为50.00%的APP能延长杨木的点燃时间(TTI),降低杨木的热释放速率(HRR),总热释放速率(THR)和质量损失速率(MLR),提高杨木的火灾性能指数(FPI)(处理2为1.07),但会增大总发烟量(ISR)。2在阻燃涂料中加入少量的4A分子筛即可显著降低木材的热释放速率峰值(pk1-HRR,pk2-HRR),推迟峰值出现时间,降低木材有焰燃烧阶段的热释放速率和质量损失率,提高木材的火灾性能...
[期刊] 林业科学
[作者]
王奉强 张志军 王清文 唐家银
以聚乙酸乙烯酯树脂(PVAc)与脲醛树脂(UF)共混物为成膜物质,磷酸脒基脲(GUP)-聚磷酸铵(APP)-季戊四醇(PER)-三聚氰胺(MEL)为膨胀阻燃体系,制得膨胀型水性氨基树脂阻燃涂料(C)。利用锥型量热仪(CONE)分别对市售阻燃涂料(A)、自制阻燃涂料成膜树脂(B)、自制膨胀型阻燃涂料(C)涂敷的胶合板以及胶合板素板(S-JHB)进行系统测试和对比分析。结果表明:阻燃涂料C大幅度降低了胶合板的热释放速率(HRR)和总热释放量(THR),提高了残余物质量分数(Mass),显著延长了点燃时间(TTI),降低了CO释放速率(PCO)、烟释放速率(SPR)和总烟释放量(TSP),具有十分优...
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
冯建稳 王奉强 孙理超 王清文
以三聚氰胺改性脲醛树脂(MUF)与聚乙酸乙烯酯树脂(PVAc)共混物作为成膜树脂,以磷酸脒基脲(GUP)、聚磷酸铵(APP)、三聚氰胺(MEL)和季戊四醇(PER)的组合物为膨胀阻燃体系,制备适用于木材的膨胀型水性阻燃涂料。以锥形量热仪法、傅里叶变换红外光谱法和热重分析法为评价手段,对膨胀型水性木材阻燃涂料涂覆的胶合板A、仅涂覆成膜树脂的胶合板M和素胶合板S的阻燃性能进行了对比分析。结果表明:胶合板A的热释放速率、总热释放、烟释放速率均比胶合板M、胶合板S的显著降低,但其残余物质量最高,并显著延长了点燃时间。在传统的膨胀型阻燃体系中引入GUP后,与APP在不同温度区间起到催化成炭作用,有利于提...
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
吴再兴 陈玉和 李能 邹怡佳
涂层阻燃简单高效,利用混料设计可高效快速优化阻燃涂料配方。以APP、MEL、PER和PU等为考察的阻燃涂料组分,以响应质量损失表征阻火性能、以背面最高温度表征涂层处理后的隔热性能,应用混料设计建立组分配比与响应的数学模型,以优化水性膨胀型阻燃涂料配方。建立了质量损失和背面最高温度模型,方差分析显示该模型,信噪比高。利用模型得到6种优化配方。优化配方不一定唯一,其中较理想的配方为APP∶MEL∶PER∶PU=0.321∶0.130∶0.149∶0.400(质量百分比),并通过试验验证。该研究表明混料设计优化水性阻燃涂料配方高效、可行。
关键词：
水性膨胀型阻燃涂料 混料设计 配方优化
[期刊] 林业科学
[作者]
李坚 王清文 李淑君 吴绍利
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...
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
杨 华1 2 3 刘石彩1 2 3 赵佳平1 2 3 陈庄星4
摘 要：抑烟、减毒是减少火灾中人员伤亡的重要途径。采用锥形量热法、热分析法和扫描电镜研究了铁和铜改性 13x 分子筛和聚磷酸铵复合阻燃木材的燃烧、烟气释放和成炭特性。结果表明：铁、铜改性分子筛与聚磷酸铵复合处理木材的总热释放量（THR）与空白样相比分别降低了 36.8%、39.8%，总烟释放量（TSP）降低了69.3%、72.8%，CO 平均产率（YCO）降低了 40.2%、44.5%，均具有优异的阻燃、抑烟和减毒效果；热分析和电镜实验表明，APP 的催化脱水作用有利于炭层形成，铁、铜改性分子筛与聚磷酸铵的协同作用使炭层结构紧密。APP 对木材具有高效阻燃作用，但产生大量有毒气体，铁、铜改性分...
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
田梁材 胡云楚 夏燎原 陈旬 王洁 袁利萍
抑烟、减毒是减少火灾中人员伤亡的重要途径。采用锥形量热法、热分析法和扫描电镜研究了铁和铜改性13x分子筛和聚磷酸铵复合阻燃木材的燃烧、烟气释放和成炭特性。结果表明:铁、铜改性分子筛与聚磷酸铵复合处理木材的总热释放量(THR)与空白样相比分别降低了36.8%、39.8%,总烟释放量(TSP)降低了69.3%、72.8%,CO平均产率(YCO)降低了40.2%、44.5%,均具有优异的阻燃、抑烟和减毒效果;热分析和电镜实验表明,APP的催化脱水作用有利于炭层形成,铁、铜改性分子筛与聚磷酸铵的协同作用使炭层结构紧密。APP对木材具有高效阻燃作用,但产生大量有毒气体,铁、铜改性分子筛与聚磷酸铵复合阻燃...
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
吴宇晖 张少迪 任自忠 王明枝
【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。
关键词：
木材 阻燃 植酸 三聚氰胺
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
曾令顺 李承禹 雒翠梅 徐文妍 母军
【目的】为提高木材的阻燃性能，扩展生物基阻燃材料在木材中的应用，制备壳聚糖/明胶/植酸全生物基可膨胀复合阻燃涂料，并且探索其在木材上的应用性能。【方法】以壳聚糖和明胶为成膜物质，水为溶剂，按照壳聚糖、明胶和植酸质量比3∶2∶（0～1.5）制备可膨胀复合阻燃涂料；将其涂覆于木材表面后制备木材的阻燃涂层（CGPx）。利用扫描电子显微镜和傅里叶变换红外光谱观察涂层的形貌结构以及元素分布；使用铅笔硬度仪和附着力检测评估涂层的硬度以及附着力；采用热重测试、可燃耐火测试和锥形量热测试综合评估处理材的热稳定性和阻燃性能；最后采用扫描电子显微镜和傅里叶变换红外光谱分析残炭的形貌结构和元素分布，并分析阻燃机理。【结果】CGPx在木材上表现出优良的附着力和硬度，其中CGP1.5组附着力等级达到1级，铅笔硬度达到7H。CGPx木材表现出优良的热稳定性，其中CGP1.5组残炭率达到44.2%。在可燃耐火测试中，CGPx木材表现出优异的耐火性能。在锥形量热测试中，CGP1.5组热释放速率峰值下降了34.3%，速率峰值出现时间推迟至284 s，总热释放量下降了15.5%,CO和CO2释放速率也有所降低，同时火灾指数为0.189，火焰增长指数为0.708。木材的阻燃性能得到增强。【结论】使用全生物基阻燃涂料涂覆木材的处理方法，有效提高了木材的热稳定性与阻燃性能，丰富了绿色可持续的木材阻燃体系。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
赵小龙 周海涛 周斯琛 方炜 丁旗
以热塑性聚氨酯(TPU)为基底，以聚磷酸铵(APP)、氰尿酸三聚氰胺(MCA)和硼酸为复合改性剂，制备了一种环保型膨胀阻燃TPU复合材料。通过锥形量热仪和烟密度测试对复合材料的燃烧、抑烟和热稳定情况进行了研究，结果表明：APP/MCA/硼酸阻燃体系可降低复合材料热释放速率峰值(最高降幅达到约80%)和总热释放量，促进了致密炭化层的生成，有效抑制了挥发组分的生成。极限氧指数(LOI)结果表明：阻燃体系提高了LOI;添加质量分数15%APP、2.5%MCA、2.5%硼酸的TPU复合材料的LOI最高，达到了32%,该样品达到了最高的UL-94等级。热重分析结果表明TPU复合材料具有更好的热稳定性。APP、MCA、硼酸对膨胀阻燃TPU复合材料具有抑烟和阻燃的作用。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
吴志平 陈美琴 舒万艮
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...
[期刊] 林业科学
[作者]
王清文 张志军 陈琳 王奉强
采用可控气氛锥形量热仪,在辐射功率为50kW·m-2,氧浓度为15%~21%的条件下,对磷酸二氢铵(MAP)阻燃紫椴木材及其素材的燃烧发烟性能进行对比研究。通过对烟释放速率(RSR)、总烟释放量(TSR)、比消光面积(SEA)以及一氧化碳(CO)生成速率(PCO)和CO产率(YCO)等相关动态烟参数的综合分析,总结不同氧浓度下,MAP阻燃紫椴木材及其素材燃烧时的浓烟和有毒气体CO的释放规律。结果表明:对于所有试样,有焰燃烧阶段的浓烟释放(RSR、TSR和SEA)要远大于红热燃烧阶段。当氧浓度在16%左右时,MAP阻燃木材和素材的烟释放(RSR、TSR和SEA)相当。在相同的氧浓度下,当氧浓度在...
[期刊] 林业科学
[作者]
王清文 李坚 李淑君
采用FTIR显微分析技术,对FRW阻燃处理红松木材限制燃烧固相产物的结构进行分析;采用GC_FTIR联机分析方法,对经FRW阻燃剂及其主要组分处理的紫椴木材试样的热解挥发性产物进行分析和鉴定;讨论FRW阻燃处理木材的热解炭化过程、阻燃剂的作用以及热解产物的结构特点。结果表明:FRW阻燃木材受热时,随着温度的升高,在FRW及其分解产物的催化下,木材逐步发生聚糖脱水、半纤维素脱乙酸、聚糖降解、木质素降解、木材热解产物聚合、脂肪族聚合物脱氧及芳构化等反应,最终炭化;FRW阻燃剂改变了木材的热解途径,并且显著降低了挥发性有机化合物的生成量。
[期刊] 林业科学
[作者]
王清文 李坚
在综合分析热分析法、锥形量热仪法和FTIR法获得的FRW阻燃机理研究结果并吸收木材阻燃机理研究现有成果的基础上,推导进而提出了木材阻燃剂FRW的阻燃机理。其主要内容是:1)FRW阻燃木材受热时,阻燃剂FRW分解产生不燃性气体和不挥发的酸性熔融物质,具有降低体系温度和氧气浓度及屏蔽热辐射的作用,降低了木材的热解速度;2)FRW的组分硼酸和GUP的酸性分解产物催化木材脱水、降解,以及木材热解产物的缩合、聚合、芳构化等反应,能改变木材的热解途径并使其向着有利于炭化的方向变化,FRW显著的催化成炭作用,使阻燃木材的燃烧放热量大大降低,这是FRW阻燃机理的主要方面;3)硼酸与GUP起阻燃作用的温度和方式...
关键词：
木材 阻燃剂FRW 阻燃机理 催化成炭
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
蔡丽丽 谢拥群 庄清平 牛敏
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0.667μm;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...
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