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[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
王勇 袁利萍 何东风 胡云楚 袁光明
【目的】利用氮-磷阻燃剂和金属盐/介孔凝胶的高效协同阻燃作用，减少木质材料热量释放的同时，降低其烟雾毒气，探索木质材料高效阻燃基础上解决火灾烟雾毒气问题。【方法】通过真空加压浸渍处理将硅源前驱物和APP的复合阻燃剂负载于泡桐细胞腔中，并原位构建APP/硅凝胶复合体系。采用SEM、CONE、TGA等测试与分析手段研究APP/硅凝胶复合体系对泡桐的阻燃减毒作用。【结果】SEM显示掺杂改性的凝胶颗粒成功地沉积在木材导管和细胞腔中，与细胞壁结合紧密。CONE试验表明，APP/硅凝胶能高效抑制木材的热释放，但却无法减少烟雾毒气的生成，这一直是APP阻燃剂需要克服的缺点。Fe、Mn掺杂的PF-Fe/APP/Gel与PF-Mn/APP/Gel的PHRR、THR等热释放值比PF-APP/Gel试样下降更为显著，其THR较于泡桐素材PF-UN也分别下降了66.05%、75.62%，比PF-APP/Gel减少了7.7、10.8 MJ/m2。同时PF-Fe/APP/Gel与PF-Mn/APP/Gel表现了优异抑烟作用，不仅其TSP2较PF-UN分别下降了13.9%、13.43%,SPR降低了64.9%、66.2%，其SPR、TSP、YCO也明显低于PF-APP/Gel。由TGA可知，APP的加入可明显提高浸渍泡桐成炭量，使其在更低的温区成炭，但PF-APP/Gel在600～800℃高温区稳定性下降，Fe、Mn掺杂可提高试样在高温下的稳定性。PF-Fe/APP/Gel和PF-Mn/APP/Gel在800℃的残炭量从PF-UN的19.9%上升到38.3%、38.2%，比PF-APP/Gel也提高约4%。残炭分析发现PF-Fe/APP/Gel和PF-Mn/APP/Gel的CONE试验残炭形成了一个绵延致密的整体炭层。【结论】研究表明，在木材催化成炭的过程中，Fe、Mn盐能明显促进APP/硅凝胶与泡桐的成炭作用，形成的Fe(Mn)-Si-磷酸盐炭层质量高，是抵挡材料的热量释放和烟气产生的致密坚固屏障。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
夏燎原 胡云楚 吴义强 袁利萍 姚春花
复合阻燃剂中各组分的复合协同作用是提高阻燃效率的有效途径。以介孔二氧化硅(SiO2)为载体,通过纳米浇铸法引入聚磷酸铵(APP),制备了介孔SiO2-APP复合阻燃剂,采用CONE法研究了该复合阻燃剂处理杨木粉的燃烧性能和发烟性能。结果表明:介孔SiO2-APP复合阻燃剂能有效降低杨木粉的热释放速率(HRR)、总热释放量(THR)、烟生成速率(SPR)和总烟释放量(TSP),催化木材形成炭层,表现出显著的阻燃和抑烟特性。高温下聚磷酸铵催化木材转化为炭,SiO2增加炭层的热稳定性,形成Si-O-C键和Si-C键的保护炭层,介孔SiO2对烟气的高效吸附和催化转化作用,可能是介孔SiO2-APP复合...
[期刊] 林业科学
[作者]
王清文 李坚 李淑君 吴绍利
采用锥形量热仪 (CONE)法系统地测定了新型木材阻燃剂FRW的抑烟性能 ,讨论了FRW对木材燃烧时发烟及烟气毒性的影响 ,并与Dricon阻燃剂进行了对比。结果表明 ,当热辐射功率为 5 0kW·m- 2 时 ,FRW阻燃处理木材的烟化率SR、比消光面积SEA、二氧化碳浓度CO2 及二氧化碳产率YCO2 比未处理木材显著降低 ;FRW阻燃处理对木材燃烧时一氧化碳的生成元显著影响 ;FRW与Dricon均具有很强的抑烟作用 ,二者的抑烟效力相当
[期刊] 中国林业科学研究院
[作者]
郑敏睿
聚氨酯(PU)材料因具有独特的结构和力学性能使其被广泛应用于建筑保温、家具、胶粘剂、皮革和各种生物医学产品。聚氨酯泡沫是目前世界上性能最佳的隔热保温材料,采用可再生的天然生物质资源替代化石资源制备聚氨酯泡沫是国内外的研究热点之一。油桐是我国的林产特种资源,在我国的云南省、河南省、湖南省以及湖北省都有广泛种植,对桐油的深加工以及桐油副产品的再开发利用具有巨大的潜在价值。采用桐油(TO)为原料,经过甲酯化、环氧化及开环反应制备桐油基阻燃多元醇(TOBP),并制备了桐油基阻燃型聚氨酯泡沫(TO-RPUF)。对催
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
夏燎原 胡云楚 吴义强 袁利萍 姚春花
阻燃剂的复合协同作用能够有效地提高木材阻燃和抑烟性能。采用锥形量热和热分析技术研究了层状磷酸锆/聚磷酸铵(α-ZrP/APP)复合阻燃剂对杨木粉的阻燃与抑烟作用。结果表明:α-ZrP与APP复配使用,能有效降低杨木粉的热释放速率(RHRR)、总热释放量(QTHR)、烟生成速率(RSPR)和总烟释放量(QTSP),促进炭的生成和有效提高炭的稳定性,表现出显著的阻燃效应和抑烟特性。分散在木材表面的层状α-ZrP对烟气的高效吸附和催化转化作用,可能是α-ZrP-APP复合阻燃剂高效阻燃抑烟的根本原因。
[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] 浙江农林大学学报
[作者]
方涛 李锦云 郭明 王瑞 孙立苹
【目的】制备一种兼温度响应与高选择识别性能于一体的分子印迹水凝胶(T-MIHs)。【方法】以磷酸三(2-氯丙基)酯[Tris (2-chloropropyl) phosphate, TCPP]为模板分子，丙烯酸为功能单体，N-异丙基丙烯酰胺为温敏单体，N,N′-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，过硫酸铵为引发剂，采用自由基聚合法制备了温度敏感的T-MIHs。利用红外光谱、核磁共振波谱、扫描电镜、差示扫描量热表征原料的结构，考察水凝胶对模板分子的特异识别性能。【结果】成功制备T-MIHs，其最低临界溶解温度为39℃；等温吸附符合Langmuir吸附理论模型，吸附动力学符合准一级吸附动力学模型。该分子印迹水凝胶对TCPP显示了良好的选择识别性，对模板分子的吸附容量为119.32 mg·g~(-1)，印迹因子α=3.75，选择因子β=2.75，对TCPP的识别具有温度响应性。【结论】T-MIHs对水溶液中TCPP具有优异的吸附效果，同时对构筑有机磷阻燃剂高选择识别性的温敏印迹水凝胶具有重要参考。图9表4参30
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
陈旬 袁利萍 胡云楚 田梁材 王洁 夏燎原 朱晓丹
采用CONE法、热重-差示扫描量热法研究了改性海泡石与聚磷酸铵(APP)在木材燃烧过程中的阻燃作用和对烟雾毒气的调控作用。结果表明:改性海泡石和APP单独作用于木板时使木板的THR分别降低了27.55%,43.11%;TSP分别降低了11.95%,54.56%,这说明APP和海泡石均具有阻燃和抑烟作用,APP比改性海泡石具有更好的阻燃及抑烟效果,但是APP单独作用的样品CO的平均产率增加了252.94%。改性海泡石和APP共同处理木材时,使木板的A THR降低了44.75%,A TSP降低了84.42%,MeanCOY降低了81.86%。这说明APP和改性海泡石产生了协效阻燃和协效抑烟的作用,...
关键词：
改性海泡石 APP 木材燃烧 阻燃抑烟
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
曹婷 张晔 孙子清 王明枝
【目的】为提高木材的阻燃抑烟性能，本研究采用金属有机框架材料（MOF）作为新型阻燃剂，选用MIL-100(Fe)处理木材，制备一种绿色环保的阻燃材料，旨在为木材阻燃提供新思路。【方法】以MIL-100(Fe)为阻燃剂，采用常压浸泡（WJP组）和真空加压浸渍（W-JZ组）两种方法，在木材体内原位合成MIL-100(Fe)。利用扫描电子显微镜、X射线衍射和傅里叶变换红外光谱分析处理材形貌结构；采用氮气吸附法对处理材的孔隙结构进行表征；采用极限氧指数、热重测试、锥形量热测试评估处理材的热稳定性和阻燃抑烟性能；最后采用扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱对残炭进行形貌结构表征并进行机理分析。【结果】两种处理方法均可在木材内原位合成MIL-100(Fe)，其中W-JZ组有更多的MIL-100(Fe)前驱体溶液进入木材内部并完成结晶，质量增长率达24.36%，形成的晶体结构更完整均匀，尺寸更小。MIL-100(Fe)处理材表现出良好的热稳定性，其中W-JZ组残炭率提升了39.99%，热质量损失速率峰值降低了26.47%。MIL-100(Fe)处理材的总热释放量和总烟释放量降低，阻燃抑烟性能良好。MIL-100(Fe)发挥凝聚相与气相阻燃作用。其分解过程中可释放不可燃气体稀释可燃气体浓度，同时利用多级孔结构吸附烟气。分解后形成的Fe_3O_4催化木材脱水反应生成致密的炭层，阻止热量和氧气的传递及可燃性挥发产物的释放。【结论】本研究采用MIL-100(Fe)阻燃剂处理木材，有效提高了木材的热稳定性与阻燃抑烟性能，丰富了现有木材阻燃体系。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
吴义强 姚春花 胡云楚 刘元 向仕龙 吕建雄
NSCFR木材阻燃剂是实现木基复合材料无烟不燃的关键要素。采用热分析技术、锥形量热、Py-GC/MS分析、扫描电镜等方法研究了NSCFR木材阻燃剂的阻燃抑烟特性及其作用机制。结果表明:NSCFR阻燃剂能显著缩短木基复合材料持续燃烧时间,完全消除热释放曲线第二释热峰,大幅降低热释放速率和燃烧总热、质量损失速率、比消光面积和CO与CO2总生成量,提高燃烧残炭量,有效阻滞木材燃烧,抑制烟雾毒气释放;NSCFR阻燃剂通过自由基捕捉、可燃气体稀释以及化学催化成炭复合机理实现阻燃作用;NSCFR阻燃剂通过纳米蜂窝状结构吸附机理和钼酸铁活性催化分解机理实现抑烟减毒效果。
[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
李晓平 吴章康 王珺
思茅松Pinus kesiya是云南的主要用材树种之一,主要用于制备胶合板。为了进一步改善思茅松胶合板的综合性能,提高其使用安全性,主要研究了思茅松单板的阻燃浸渍性,思茅松阻燃胶合板的力学性能和燃烧性能。研究结果表明:在阻燃剂质量分数为120 g·kg-1,浸渍温度100℃的条件下,随着阻燃剂浸渍时间从1 h增加到5h,思茅松单板的浸渍率依次增加;绝干单板的浸渍率要高于气干单板的浸渍率;并且4种不同阻燃剂(FR-A,FRB,FR-C和FR-D)在相同的条件下其浸渍率各不相同,与阻燃剂的化学成分及其对木材的吸附性有关。另外,随着浸渍时间从1 h增加到5 h,单板阻燃剂浸渍率提高,胶合强度降低,氧...
[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] 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] 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...
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