阻燃竹集成材的制造與性能評價.pdf

1、竹材具有生長快、產(chǎn)量高、強度高等優(yōu)點，近年來逐漸成為材料科學領域的研究熱點。竹材主要成分是纖維素、半纖維素、木質(zhì)素，同木材一樣屬于可燃材料，具有一定的火災安全隱患。因此，以竹條為基本單元制造的竹集成材必須經(jīng)過合理的阻燃處理，以達到相關(guān)標準，使其獲得消防部門和市場的認可。
　　本研究以毛竹（Phyllostachys edulis）為原料，在磷氮系阻燃劑與硼硼合劑(SBX)復配的基礎上篩選出阻燃效果較好的阻燃劑配方，通過單因素試驗優(yōu)

2、化了竹材阻燃處理工藝，制備不同類型的阻燃竹集成材，對其物理力學性能、燃燒性能和阻燃機理進行了研究和探討，并測試了阻燃竹集成材的防腐防霉性能，旨在為開發(fā)性能優(yōu)良的阻燃竹集成材提供理論依據(jù)，拓展竹材的應用范圍。
　　主要結(jié)論為:
　　(1)采用灼燒殘重法對阻燃劑進行篩選，結(jié)果表明，性能較好的阻燃劑配方為磷酸二氫銨(MAP)與SBX以7∶3的質(zhì)量比復配，通過氧指數(shù)儀驗證，兩者具有一定的協(xié)同阻燃效應。
　　(2)通過單因素試驗

3、對阻燃浸漬工藝進行優(yōu)化，最終確定阻燃處理竹條的最佳工藝為:真空度0.08MPa，真空時間30min，加壓壓力1.0MPa，保壓時間2h。
　　(3)隨著載藥量的增加，阻燃竹集成材的力學強度有所下降，平均靜曲強度下降幅度為3.5％～13.42％，平均彈性模量下降幅度為5.21％～13.30％;由PF樹脂和MUF樹脂制造的阻燃竹集成材的膠層剪切強度在10～12MPa之間，與未處理材相比略有下降;阻燃竹集成材的浸漬剝離強度表現(xiàn)良好，表面

4、潤濕性能有所下降。
　　(4)運用CONE法系統(tǒng)研究了阻燃竹集成材的燃燒性能，結(jié)果表明，載藥量89.72kg·m-3的竹集成材的阻燃性能能夠達到GB8624-2006的B級標準，載藥量74.32kg·m-3的竹集成材基本達到GB8624-2006的B級標準，載藥量59.34kg·m-3的竹集成材只能達到GB8624-2006的C級標準;由MUF樹脂制備的竹集成材的阻燃性能稍好于PF樹脂制備的竹集成材;竹條單元越薄導致竹集成材膠層縫

5、隙過多，阻燃性能變差;隨著竹集成材層板厚度增加，第二釋熱峰出現(xiàn)時間延后，熱釋放總量增加;復配阻燃劑與市售阻燃劑的阻燃抑煙性能同樣優(yōu)異，顯著促進竹集成材催化成炭，降低熱解速率和有毒煙氣的釋放。
　　(5)阻燃處理后的竹集成材的防腐防霉性能得到提高，試驗結(jié)果表明，載藥量超過74.32kg·m-3時，能夠達到強耐腐等級;阻燃竹集成材對霉菌有一定的防治作用，且隨著載藥量的提高，防治效力提高，載藥量89.72kg·m-3的竹集成材對霉菌的霉

6、菌防治效力較為理想，達到了98.60％，阻燃竹集成材對藍變菌的抑制性不是很理想，隨著載藥量增加，防治效果稍有改善，最高防治效力僅為30％。
　　(6)利用熱重分析儀、環(huán)境掃描電鏡、X-射線衍射分析儀研究和探討了竹集成材的阻燃機理。結(jié)果表明，阻燃處理材的熱降解過程發(fā)生改變，起始降解溫度降低，殘?zhí)柯曙@著增加;阻燃劑主要進入到竹材細胞腔中，燃燒后，能夠在細胞腔表面形成一層熔融狀薄膜覆蓋層;阻燃處理后，竹材纖維素的相對結(jié)晶度有小幅度下降。