木材纖維基超輕質材料的阻燃性能及機理研究.pdf

1、木纖維基超輕質材料利用液體發(fā)泡工藝制備，密度在0.03-0.09 g·cm-3范圍，可在包裝與保溫等應用領域取代聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)。但作為超低密度的木質材料，在防火性能方面仍然與EPS材料一樣面臨嚴峻的考驗。
　　本研究采用硼、氮-磷、硅和鹵素系4種組分復合的無機阻燃劑制備難燃木纖維基超輕質材料，通過常溫極限氧指數法和氮氣保護氣氛灼燒法優(yōu)化了無機復合阻燃劑各組分的配比，確定優(yōu)化阻燃劑配方。并借助熱分析、錐形量熱、X-射線衍

2、射和紅外光譜等儀器分析手段，對木纖維基超輕質材料獨特的燃燒熱解特點、燃燒過程的熱釋放和尾氣煙霧毒性、阻燃機理及阻燃劑各組分協效作用進行系統的研究。
　　熱分析研究表明木纖維基超輕質材料的燃燒熱解有不同于其它木質材料的爆燃現象，放熱集中且迅速，瞬間放熱量高，火場中造成的危害更大。研究指出纖維素結晶區(qū)在400℃時瞬間崩潰式的熱分解導致了爆燃現象，爆燃現象是火勢迅速擴散的重要原因。該材料阻燃的關鍵在于提高纖維素結晶區(qū)的熱穩(wěn)定性。X-射線

3、衍射和紅外光譜分析研究證明了硅系阻燃組分能夠增強炭層致密性，并與酸催化脫水成炭作用配合有效提高了纖維素結晶區(qū)的熱穩(wěn)定性。錐形量熱分析研究表明經無機復合阻燃處理后的木纖維基超輕質材料有焰燃燒時間低于30s，在火場高溫中能夠維持陰燃狀態(tài)，燃燒熱解進程緩和，放熱平穩(wěn)，有優(yōu)異的抑煙性。
　　無機復合阻燃劑優(yōu)化配方為硼系阻燃劑用量35%，氮-磷系用量27%，硅系用量15%和鹵素系用量28%，制備的材料氧指數為43.0，灼燒成炭殘重率61.3