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木塑复合材料的研究进展现阶段木塑复合材料的基体主要有PP、PE、PVC、PS以及ABS等,从目前市场上的产品来看,主要是PE基的木塑复合材料制品,而PP 基和PVC基的木塑复合材料也占一定的比例。
目前,木塑复合材料的研究也以这三种塑料基体为基础,但许多研究者已经开始进行新型木塑复合材料的研发。
1. PE基木塑复合材料聚乙烯(PE)是一种无毒、质轻、具有优异的耐化学腐蚀性和电绝缘性的热塑性聚合物，广泛应用于电器工业、化学工业、食品工业、机器制造业和农业等方面。
PE 树脂的产量自20世纪60年代中期以来一直高居世界塑料产量的首位，常见的品种有高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)以及线形低密度聚乙烯(LLDPE),性能各有不同,其中HDPE在木塑复合材料的应用最为广泛。
Cui J.等[1]将丙烯酰胺-甲醛-尿素三元共聚物(AMFU)用于增容植物纤维/HDPE复合材料体系，结果表明AMFU对植物纤维/HDPE复合体系有良好的增容作用，使得复合材料的静态和动态力学性能明显改善，复合材料的吸水率降低。
该研究给出了一种增容木塑复合材料的新途径。
Tan H.等[2]研究了MAPE对椰壳纤维/LLDPE复合材料体系力学性能的影响，并用扫描电子显微镜观察了复合材料冲击断面的形貌。
研究发现,加入MAPE后，复合材料的弯曲强度和冲击强度均高于未加界面改性剂的；SEM照片显示,加入MAPE的复合材料有更好的界面粘接，椰壳纤维和LLDPE树脂基体间的相容性得到了改善，这也是复合材料刚性和韧性提高的主要原因。
2. PP基木塑复合材料聚丙烯(PP)树脂按结构不同，可以分为等规聚丙烯、间规聚丙烯和无规聚丙烯三类，目前作为塑料使用的PP一般均为等规结构的。
PP的电绝缘性和耐化学腐蚀性优良，尤其是力学性能和耐热性在通用塑料中是最好的，但其低温脆性大，耐老化性不好。
由PP的价格相对低廉，目前其在木塑复合材料中的应用也很广泛。
PP基木塑复合材料阻燃性能的研究进展一．选题意义及背景木塑复合材料（wood-plastics composites,简称WPC）是用木纤维或植物纤维填充、增强的改性热塑性材料，兼有木材和塑料的成本和性能的优点，可替代木材和塑料。
发展WPC是越来越被重视的环境观念的结果：一方面吸收了废弃的木粉等植物纤维，另一方面，为废旧塑料的回收有效途径之一。
具有很好的经济效益和社会效益。
“PP基木塑复合材料阻燃性能的研究”主要针对以PP或PP回收料位基材的木塑复合材料用于室内建材时阻燃性能的研究。
本课题主要从阻燃剂的选择和并用的结果进行比较。
找出具有推广价值的配方。
二．毕业设计（论文）主要内容：1、选题，明确设计主要任务和预期目标。
2、解读任务，拟定实施计划。
3、文献（资料）检索：木粉、木粉的组成、木粉的来源、木粉的性能特点、木粉的表面处理；PP树脂（塑料）、木粉与树脂的相容性；木粉树脂复合物的性能。
4、文献资料的归类整理，拟定实验计划。
5、实验分析（制定计划、组织原材料、设备仪器调试操作、数据结果分析等）。
6、论文编写：按毕业设计管理规定的论文格式编写。
7、论文修改，定稿，预演答辩。
三．计划进度：第1 周：动员，选题，组织学习管理规定，明确任务和目标。
第2周：文献检索，资料的整理归纳，确定设计思路。
第3-4周：根据设计思路，拟定实验方案；实验研究；数据整理，结果分析。
第5周：编写论文，修改整理，准备答辩。
第7周：答辩。
四．毕业设计（论文）结束应提交的材料：1、论文（按毕业设计管理规定的要求的格式编排，字数符合要求。
包括课题名称、作者姓名、摘要、说明书正文、致谢等）PP基木塑复合材料阻燃的研究进展摘要：综述了目前木塑的的发展状况及各类阻燃剂改善聚丙烯复合材料的燃烧性能的研究成果，并且分析了阻燃剂对阻燃性能和其它性能的影响。
总结了阻燃聚丙烯复合材料尚未解决的问题，提出了研究新型无卤阻燃剂和不同阻燃剂复合的协效作用，研制新型表面改性剂和新的表面改性技术，使阻燃剂与聚丙烯及木粉有适宜的相容性，构筑适度柔性、结合力强的界面结构，是制备具有优良阻燃性能、力学性能的聚丙烯复合材料努力方向的研究思路。
木塑复合材料的阻燃性能研究进展作者：简伟程来源：《科学与财富》2016年第10期摘要：简述了木材、高分子聚合物及木塑复合材料的燃烧特性。
综述了无机阻燃剂、卤系阻燃剂、膨胀系阻燃剂及纳米粒子阻燃剂对木塑复合材料阻燃性能影响的研究现状，发展低毒、高效、环境友好的阻燃木塑复合材料是今后研究的发展方向。
关键词：木塑复合材料；聚合物；阻燃木塑复合材料（wood Plastics composites，简称WPC）是一种新型的绿色环保复合材料，该材料综合了木材和塑料两者的优点，并且木塑复合材料大多采用木材加工剩余物（木屑、刨花等）和废旧塑料为原料生产，综合性能突出而且经济效益显著，因此此材料一经问世，就获得了广泛的关注。
1 木塑复合材料的阻燃性研究木塑复合材料若不经阻燃处理，将不能达到建筑内部装修设计防火规范的要求，相关研究表明木塑复合材料的燃烧性能优于塑料，但是却比木材差。
1.1 木材与聚合物的燃烧特性木材在外部热源作用下，温度逐渐升高，当达到分解温度是会产生一氧化碳、甲醛、乙烷、乙烯、醛、酮等可燃性气体。
一般文献上把260℃作为木材热力学上不稳定温度，木材不仅易燃，而且燃烧时放出大量的热，平均为18KJ/kg。
聚合物的燃烧是一个非常激烈复杂的热氧化反应。
燃烧的一般过程是在外界热源的不断加热下，聚合物先与空气中的氧发生自由基链式降解反应，产生挥发性可燃物，该物达到一定浓度和温度时就会着火燃烧起来，燃烧所放出的一部分热量供给正在降解的聚合物，进一步加剧其降解，产生更多的可燃性气体，火焰在很短的时间内就会迅速蔓延而造成大火。
1.2 木塑复合材料的燃烧特性Mueller等使用量热仪研究木材、塑料以及木塑复合材料燃烧过程中的热释放速率，实验结果表明木材的热释放速率最低，塑料最高，木塑复合材料的热释放速率介于二者之间；但是木塑复合材料的引燃时间却低于塑料。
秦特夫[1]等利用锥形量热仪等评价方法，从引燃时间、释热、质量损失和发烟等方面对WPC以及阻燃WPC的燃烧性能进行了研究，结果表明WPC的引燃时间、燃烧释热高于人工林产木，低于聚丙烯（PP）。
木质材料阻燃技术研究的现状与展望下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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木塑复合材料研究报告
木塑复合材料是一种新型的材料，其主要组成成分包括木粉和塑料。
这种材料不仅具有木材的天然美感和塑料的优异性能，而且还具
有抗老化、耐腐蚀、防水防潮、防腐蚀和耐高温等优点。
因此，它被
广泛应用于建筑、装饰、家具制造和园林景观等领域。
木塑复合材料的研究与开发始于20世纪80年代初期。
最初的目
的是为了解决木材在使用过程中遇到的各种缺陷和问题。
在这一时期，木塑复合材料主要是基于聚氯乙烯和木粉制造的。
随着科技的不断发
展和进步，人们开始探索其他塑料的使用方式和结合方式。
在新的研
究中，木塑复合材料的应用范围也得到了拓展。
当前，木塑复合材料已经成为一个热门的研究领域。
科学家们致
力于提高木塑复合材料的生产效率，改善其性能特点，加强其环保性能。
因此，现代的木塑复合材料已经广泛应用于许多领域，包括室外
地面、防震墙板、阳台立柱、公园花园、餐桌椅子和家具等领域。
在
这一过程中，人们也开始探索新的应用方式和技术创新。
总之，木塑复合材料具有众多的优点和广泛的应用范围。
它不仅
可以解决木材遇到的问题，还能够满足人们对环保性能和美观品质的
需求。
随着科学技术的不断进步和发展，木塑复合材料的广泛应用将
会在未来得到更多的拓展和创新。
收稿日期:2007-11-02基金项目:国家林业局重点课题项目(2006-55)作者简介:张天昊(1983-),男,吉林人,北京林业大学硕士研究生,主攻复合包装材料。
木塑复合材料改性研究进展及应用前景张天昊,张求慧,李建章(北京林业大学木材科学与工程教育部重点实验室,北京100083)摘要:总结了国内外在P P 、P E 、P V C 基木塑复合材料化学改性方面研究的新进展,阐述了木塑复合材料广阔的应用前景和巨大的市场潜力,并提出了今后木塑复合材料发展的方向,为今后木塑复合材料的研究积累了经验并奠定一定的理论基础,为木塑复合材料能更好地应用创造一定的理论条件。
关键词:木塑复合材料;木质纤维;界面改性;增容剂中图分类号:T B 484 文献标识码:A 文章编号:1001-3563(2008)02-0188-03R e s e a r c hP r o g r e s s a n dA p p l i c a t i o nP r o s p e c t o f Wo o d -p l a s t i c C o mp o s i t e sZ H A N GT i a n -h a o ,Z H A N GQ i u -h u i ,L I J i a n -z h a n g(K e y L a b o r a t o r y o f W o o dS c i e n c e a n dE n g i n e e r i n g o f M i n i s t r y o f E d u c a t i o n ,B e i j i n g 100083,C h i n a )A b s t r a c t :T h e n e wr e s e a r c h p r o g r e s s o n t h e m a t e r i a l c h e m i c a l m o d i f i c a t i o n o f p o l y e t h y l e n e (P P ),p o l -y p r o p y l e n e (P E ),a n dp o l y v i n y l e c h l o r i d e(P V C )-b a s e dw o o d -p l a s t i c c o m p o s i t e s a t h o m e a n d a b r o a dw a s s u m m a r i z e d .T h e b r o a d a p p l i c a t i o np r o s p e c t s a n d h u g e m a r k e t p o t e n t i a l o f w o o d -p l a s t i cc o m p o s i t e s m a t e r i a l w a s e l a b o r a t e d .S u g g e s t i o n s f o r t h e d e v e l o p m e n t d i r e c t i o no f w o o d -p l a s t i c c o m p o s i t e s m a t e r i a l s w e r e p u t f o r -w a r d .T h e p u r p o s e w a s t o p r o v i d e t h e o r e t i c a l a n d e m p i r i c a l b a s i s f o r f u r t h e r s t u d y a n d b e t t e r a p p l i c a t i o no f w o o d -p l a s t i c c o m p o s i t e s m a t e r i a l .K e yw o r d s :w o o d -p l a s t i c c o m p o s i t e ;w o o df i b e r ;i n t e r f a c i a l m o d i f i c a t i o n ;c o m p a t i b i l i z e r 木/塑复合材料是近年来环保型复合材料研究的重点,该材料兼具塑料和木材双重特性,不仅可以替代木质包装材料和辅垫材料,还能用于建筑、汽车、仓储、交通运输、农业、军事、游乐设施等。
木塑复合材料加工技术研究现状及发展趋势随着近年来对环境保护意识的提高以及对可持续发展的追求，木塑复合材料作为一种环保、可持续发展的新型材料，得到了越来越广泛的应用。
木塑复合材料是以木材和塑料为主要原料，经过混合、挤压成型等工艺制成的一种新型材料。
它既保留了木材的天然质感和美观性，又具有塑料的耐候性和抗腐蚀性，具有良好的机械性能和性价比优势。
目前，木塑复合材料加工技术已经相对成熟，主要包括原料处理、混合、挤出成型、表面处理等环节。
原料处理包括木材和塑料的预处理，如木材的刨花、干燥和粉碎，塑料的研磨和预掺配等。
混合阶段是将木材颗粒和塑料颗粒按一定比例进行混合，再加入一定的添加剂，如防腐剂、助剂等。
挤出成型是将混合后的原料经过挤压成型机进行挤出，形成所需的产品形状。
最后，对挤出成型后的产品进行表面处理，如砂光、刮痕等，以增加产品的光洁度和表面质感。
目前木塑复合材料加工技术的发展趋势有以下几个方面：1.高效节能：通过改良挤出工艺和提高设备的效率，实现木塑复合材料的高效生产。
同时，优化工艺流程，减少能源消耗，实现节能效果。
2.精细化加工：加强对原料的处理和调控，提高木塑复合材料的品质和稳定性。
通过改善原料的成分和粒度分布，提高产品的强度和表面光洁度。
3.降低成本：通过改进加工工艺和降低原材料成本，降低木塑复合材料的生产成本。
例如，可以采用回收利用的木材和塑料，降低原材料的采购成本。
4.绿色环保：加强对木塑复合材料的环保性能的研究和开发。
例如，研发更环保的添加剂、改进废弃物的处理方法，减少木塑复合材料生产过程中的环境污染。
5.应用拓展：木塑复合材料具有广泛的应用前景，可以代替传统的木制品和塑料制品。
未来，木塑复合材料可以应用在建筑、家居、交通工具等多个领域，例如室内地板、室外装饰板、花箱、道路护栏等。
总之，木塑复合材料加工技术在不断发展，具有广阔的应用前景。
随着技术的进步和需求的增加，木塑复合材料的生产技术和加工工艺将迎来更多的创新和突破。
国内外木塑复合材料的研究进展摘要：阐述了木塑复合材料在21世纪的研究进展，涉及国内外在近几年的主要研究成果，介绍了包括界面相容性的改善方法、加工工艺的改进以及木塑复合材料的相关性能探讨，并提出了我国木塑复合材料今后的发展方向。
关键词：木塑;复合材料;研究进展木塑复合材料是国内外近年蓬勃兴起的一类新型复合材料，指利用聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等，代替通常的树脂胶粘剂，与超过50%以上的木粉、稻壳、秸秆等废植物纤维混合成新的木质材料，再经挤压、模压、注射成型等塑料加工工艺生产出的板材或型材。
主要用于建材、家具、物流包装等行业。
将塑料和木质粉料按一定比例混合后经热挤压成型的板材，称之为挤压木塑复合板材。
1 国内木塑复合材料研究进展木塑复合材料这种新兴的环保材料产品在世界范围得到越来越多的关注和认可，其生产量和使用量都在逐年快速增加。
我国在木塑复合材料方面的研究也一直处于进步状态，进行了大量有益的试验并取得不少成果。
2001年贺德留[1]等在低温和中温环境中进行两个阶段的化学反应引发聚合固化，实验中以速生劣质材杨木为基材，以有机单体甲基丙烯酸甲酯作为浸滞剂，并着以适当颜色，在真空状态下作浸滞处理，处理件在石蜡包围下，制造出木塑复合材料。
该技术实际应用中出现的问题有很多，但在此工艺基础上，通过制作杨木木塑复合材料地板试验已基本解决。
研究得出相关结果有：木材的含水率需要达到一定的指数才可以进行浸注;采用甲基丙烯酸甲酯为浸注液时，偶氮二异丁腈的有机单体量也有一定规定，而且把偶谈二异丁腈作为化学引发剂;微量加入还原剂亚铁离子的方法可以改变和强化复合材料的性能，但须注意要定期往循环浸注液中补加亚铁离子和化学引发剂;制作高硬度的木塑地板时可以在有机单体中加入色素(而且加入量是有一定的规定)，这样既改变了复合材料颜色，同时增强了复合材料的性能;浸注过程的真空度尽可能保持不变，当浸注真空度和浸注时间达到要求的数值时可以制作木塑复合材料地板同时也满足材料的硬度要求很大时的情况;最后一步一定要及时进行石蜡包裹，石蜡油温度在一定数值时才能达到理想的包裹效果;有机单体在木材内的聚合固化程序时间也在实验中得到验证。
无卤阻燃抗静电木塑复合材料的制备与性能研究木塑复合材料(Wood Plastic Composite,WPC)作为新型绿色环保材料受到越来越多人的欢迎,被广泛应用于庭院园林和室内装修。
由于木塑的主要成分是木粉和高分子聚合物,遇高温易燃烧、会产生大量挥发性气体,并且着火后很难自熄,具有较大的安全隐患。
此外,由于木质纤维和高分子聚合物均为良好的电绝缘体,二者复合后仍然属于电绝缘体,在使用过程中会积累大量的静电荷,静电不仅会导致精密仪器失真,电子元件报废,更有甚者,静电还会引起火灾、爆炸、电击等事故。
所以木塑复合材料的阻燃和抗静电性能就变得尤为重要。
本文主要对木塑复合材料的阻燃和抗静电性能进行研究,主要研究内容包括以下几个方面:首先,用溶液法制备了PP/WF复合材料,研究阻燃剂APP和导电填料Fe粉不同比例对PP/WF复合材料的力学性能、导电导热性能、热稳定性、阻燃性能和结晶行为的影响。
结果表明:由于Fe粉的团聚作用和刚性粒子增韧作用,过多的Fe粉会导致木塑复合材料的拉伸强度降低和冲击强度增大。
通过对复合材料的导电导热性能测试,得出低含量的Fe粉无法在复合材料中形成有效的导热导电网络,导电导热能力并不强;随着Fe粉含量的增大,复合材料的导热导电能力会有所增大。
热稳定测试和燃烧测试结果表明,APP的加入可以促进复合材料中木粉的热分解形成致密的炭层,从而保护PP基体;APP的加入可以显著降低PP/WF复合材料的HRR和THR值,能够有效地阻止复合材料燃烧;少量的Fe粉颗粒可以充当阻燃剂。
在结晶方面,快速降温会加快PP材料的结晶过程;Fe粉的加入会阻碍PP链段的运动,使基体结晶受到抑制。
其次,研究了PS/WF复合材料的力学性能、导电导热性能、热稳定性和阻燃性能。
结果表明:随着刚性粒子Fe粉含量的减小,APP含量的增大,木塑复合材料的拉伸强度呈现出增大的趋势,最大增幅达到34.0%,而复合材料的冲击强度呈现出现一定的下降趋势。
阻燃材料的复合材料研究一、引言阻燃材料广泛应用于建筑、航空航天、电子、汽车等领域，以降低火灾事故对人们生命财产的威胁。
然而，传统的阻燃材料存在耐热性能差、机械性能下降和加工困难等问题。
为了克服这些问题，研发阻燃材料的复合材料成为科学家们的研究重点。
本文将介绍阻燃材料的复合材料研究进展以及其在火灾安全方面的应用。
二、阻燃材料的复合材料研究方法1. 添加纳米填料纳米填料在复合材料中起到增强材料阻燃性能的作用。
例如，氧化石墨烯、金属氢氧化物和纳米陶瓷颗粒等纳米填料能够形成屏障，阻挡火焰和热量的传播，从而提高材料的阻燃性能。
2. 表面修饰通过改变复合材料表面的特性，可以提高阻燃材料的耐热性能和阻燃性能。
常用的表面修饰方法包括聚合物单体的原位聚合和表面包覆等。
3. 界面改性优化界面相互作用能够提高阻燃材料的力学性能和热稳定性。
采用界面改性技术，如界面胶接和界面涂覆等，可以增强材料的界面结合强度，从而提高阻燃材料的综合性能。
三、阻燃材料的复合材料在火灾安全中的应用1. 建筑领域阻燃材料的复合材料在建筑领域中广泛应用。
例如，在屋顶和墙体的隔热材料中添加阻燃剂，可以提高建筑物的耐火性能；利用阻燃材料的复合材料制作防火门窗，可以延缓火势蔓延，增加人员疏散时间。
2. 电子领域电子设备中的阻燃材料必须具有优异的阻燃性能和热稳定性。
将阻燃材料与导热材料复合，可以提高设备的散热性能，防止因温度过高导致的火灾事故。
3. 汽车领域阻燃材料的复合材料在汽车制造中具有重要的应用前景。
通过在汽车内饰中添加阻燃材料，可以减少车内火灾事故的发生概率；利用阻燃材料的复合材料制作车身结构部件，可以提高车辆的耐火性能。
四、阻燃材料的复合材料的挑战与机遇阻燃材料的复合材料在应用过程中仍面临一些挑战。
例如，复合材料的加工困难、性能的稳定性和经济性等问题。
然而，这些挑战也为科学家提供了机遇，推动阻燃材料的复合材料研究不断进步。
五、结论阻燃材料的复合材料研究是当前科学家们关注的热点领域。
人造板/木塑复合材料阻燃研究进展*王 梅,胡云楚(中南林业科技大学应用化学研究所,湖南长沙410004)摘 要: 木质材料的阻燃处理是保障人民生命财产安全的需要。
木材阻燃机理主要有覆盖理论、热理论、不燃气体冲淡理论、自由基捕集理论、炭量增加和挥发物减少理论;人造板阻燃处理主要是在生产工序中添加阻燃剂和成板处理两种方法,高压处理法是目前最重要的工业化方法;以FRW阻燃剂、BL 环保阻燃剂为代表的磷 氮 硼系阻燃剂仍旧是木材阻燃剂的主流;对于木塑复合材料的阻燃研究尚处于起步阶段,一般采用对木纤维和基体分别阻燃的手段;研制高效膨胀型木材阻燃剂和将纳米技术应用于木材阻燃剂制造,开发阻燃效率高、低烟、低毒、环境友好等多功能复合阻燃剂将是今后阻燃剂研究领域的发展方向。
关键词: 木材;人造板;木塑复合材料;阻燃;展望中图分类号: TS653文献标识码:A 文章编号:1001 9731(2009)增刊 0518 051 引 言木质材料是四大建筑材料之一,具有天然的纹理和美感,自古以来为人们所喜爱,并广泛应用于建筑、家具等工作和生活环境中。
它无毒、无害,是唯一可再生和永续利用的 绿色材料。
随着世界范围内木材资源短缺问题的日益加剧,利用其加工剩余物、采伐剩余物等为原料生产人造板和新型木塑复合材料已经成为了世界各国解决木材供需矛盾的主要途径。
由于木质材料易燃,许多火灾的发生和蔓延都与木质材料有关,对人民生命财产安全构成极大的威胁,因此对木质材料的阻燃研究变得非常重要。
2 木材阻燃机理2.1 覆盖理论阻燃剂在低于木材燃烧温度下熔融,形成一种隔热的珐琅质层或泡沫层,使木材与热空气和火焰隔绝,防止可燃气体外逸,从而起到阻燃作用。
物理障碍可以同时阻止发烟燃烧和有焰燃烧。
这种障碍可以阻止可燃性气体外逸,也可阻止氧气进入基质,此外还可以将可燃基质与高温隔离。
膨胀型阻燃涂料所形成的含炭泡沫是这种障碍作用的典型实例[1]。
2.2 热理论某些阻燃剂在熔融或分解过程中吸收大量热量,可以延缓木材温度升高到热分解的温度,从而抑制木材表面着火。
含有大量结晶水的化合物作为阻燃剂,可以通过物理变化和化学变化吸收热量以保护木材表面不致着火。
水在蒸发时要吸收气化潜热,因而减缓了木材的热解反应[2]。
2.3 不燃气体冲淡作用理论阻燃剂在低于木材正常燃烧温度下受热分解释放出不燃性气体或水蒸气,冲淡木材热分解形成的可燃性气体,构成一种不燃性混合气体,同时将木材与周围的空气隔绝,起到延缓燃烧的作用。
2.4 自由基捕集理论在热解温度下,阻燃剂释放出自由基抑制剂,可以阻断燃烧过程中的链式反应。
例如,卤系阻燃剂主要通过分解放出卤化氢来抑制燃烧过程中自由基的链式反应[3]。
2.5 炭量增加和挥发物减少理论阻燃剂通过参与木材热解反应,降低热解的起始温度,使木材的热解反应朝着产炭量增加及挥发物产量减少的方向发展。
许多研究表明,阻燃剂改变木材燃烧的反应过程,增加炭的产量,降低可燃性气体产量。
当炭量上升和挥发物产量下降时,热释放速率必定下降[4]。
根据炭量增加理论,阻燃处理可以影响木材的热解过程,通过阻燃剂的催化作用有可能使木材在热解反应过程中形成更多的木炭和水分,使木材剧烈热解的温度有所降低,并减少可燃气体的产量,从而降低木材燃烧的剧烈程度,达到抑制木材燃烧的目的。
聚磷酸铵和硼酸锌复合阻燃剂的阻燃机理可以用以上理论解释:聚磷酸铵溶解进入木材组织中,在木材内部催化木材分解和脱水成炭;聚磷酸铵受热分解产生的氨气、水蒸气对木材分解产生的可燃性气体和氧气具有稀释作用,聚磷酸铵分解产生的磷氧自由基可以阻断链式燃烧反应,从而减少燃烧放热量,有效地减缓木材燃烧的剧烈程度;由于木材分解产物不能完全燃烧,因此,聚磷酸铵在成炭阻燃的同时也催化产生大量的烟雾和毒气。
硼酸锌以疏松的粉末状态附着于木材表面,通过隔热隔气作用阻碍木材的燃烧反应,通过吸附木材分解产生的可燃性气体和聚磷酸铵分解产生的气相阻燃气体可以在木材表面形成一个高浓度的还原性气相阻燃气体保护层;硼酸锌在吸附木材分解产物的同时也吸附空气中的氧气,因此,硼酸锌可以催化木材分解产物完全氧化为二氧化碳,有效地降低尾气*基金项目:国家自然科学基金资助项目(30871976);湖南省优秀博士学位论文获得者科研基金资助项目(101 4058)收到稿件日期:2009 05 18通讯作者:胡云楚作者简介:王 梅 (1985!),女,河北冀州人,在读硕士,主要从事阻燃材料研究。
中烟雾和毒气的浓度。
当硼酸锌和聚磷酸铵形成复合阻燃剂时,各个组分以各自不同的阻燃机理发挥作用,相互协同配合、取长补短,对于木材阻燃和抑烟产生明显的复合效应[4,5]。
3 阻燃人造板人造板主要包括人造纤维板、刨花板和胶合板。
制造阻燃人造板可采用成板处理和在生产工序中添加阻燃剂两种方法。
国内研究了多种木材及木制品的阻燃剂,但是主流始终是含磷、氮和硼元素的化合物或它们的混合物。
3.1 人造板阻燃处理工艺表面涂敷法,表面涂覆是在最后加工成型的木材及其制品表面上,涂敷阻燃剂或阻燃涂料,或者在其表面黏贴不燃性物质,通过保护层达到隔热隔氧的阻燃目的。
表面涂覆的优点是能有效控制火势蔓延、药剂用量较少,对木材的物理力学性能影响较小,操作方便,设备简单。
缺点是一旦保护层破损,阻燃性能随即消失[6,7]。
浸渍处理法,木材阻燃处理的另一种方法是浸渍处理法,使用的阻燃剂有磷酸胍阻燃剂、硼酸锆阻燃剂、聚磷酸铵阻燃剂等。
阻燃处理分为常压法和高压法两种[8]。
高压处理法,将木材置于能够承受压力的处理罐内用真空泵造成一定的负压,以除去木材细胞腔内的气体,再引入阻燃剂药剂溶液,然后通过加压装置向处理罐内施加一定的压力,使阻燃剂溶液压入木材细胞内。
高压处理法是到目前为止进行木材阻燃最重要和最有效的工业方法。
在人造板生产中,在胶粘剂或刨花、木纤维中拌入阻燃剂。
阻燃剂的加入可能会影响胶粘剂的固化,故需调整配方或固化剂用量。
无机胶合人造板,如水泥刨花板、石膏刨花板、水泥木丝板等,具有良好的阻燃性。
复合法以其节约木材、阻燃、防腐、价低等优势而具有强劲的发展势头。
3.2 人造板用阻燃剂阻燃人造板最常用的无机阻燃剂是含有P、N、B、Al和卤素等的化合物[9],大致可分为磷酸铵盐为主的磷 氮系,以硼化物为主的硼系,含卤素化合物的卤系及含镁、铝等金属氧化物或氢氧化物。
其中卤素阻燃剂由于会产生大量烟雾和有毒气体的缺点已经列入被替代产品行列,但是从溴化物的来源、价格、阻燃效率等来看,目前尚无替代品可与之匹敌。
因而在缺乏更高效和综合性能的合适代用品的前提下,溴系阻燃剂在世界范围内(尤其是在一些发展中国家)还会使用相当长的时间[10]。
我国对阻燃人造板的研究起步较晚[11],20世纪末唐林等人采用磷 氮型阻燃剂对建筑用厚型或薄型单板及半成品进行阻燃处理。
试验证明阻燃胶合板生产工艺是可行的,胶合强度也能满足要求[12]。
罗文圣[13]专利报道了用含有磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、硼砂和卤化铵的混合阻燃剂与M D胶及M N胶共同作用制成阻燃胶合板,工艺简单,处理费用低,产品的阻燃性能符合B1级建筑材料的要求,还具有防腐防虫的性能。
申世杰等人[14]采用FR改性脲醛树脂胶、硼类复合物和缩合磷酸胍3种阻燃剂研制复合胶合板,结果表明复合胶合板阻燃性能良好,但各项力学性能稍有降低。
3.2.1 新型木材阻燃剂FRW东北林业大学王清文教授等[15]开发了一种新型木材阻燃剂FRW,主要包括高纯度磷酸脒基脲(GUP)、硼酸和少量的添加剂,具有优越的阻燃、抑烟、防腐和防白蚁性能。
FRW受热分解,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,降低木材的分解速度。
酸性分解产物催化木材的脱水、降解反应,能改变木材的热解途径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阻燃作用的主要机理。
刘迎涛等人利用新型高效阻燃剂FRW研制阻燃刨花板、阻燃胶合板和阻燃中密度纤维板,其力学性能和阻燃性能都可达相关标准的规定[17]。
通过正交试验得到FRW阻燃刨花板最佳制板工艺条件[16],阻燃剂施加量8%。
采用干法中密度纤维板的生产工艺,研制FRW阻燃中密度纤维板,阻燃剂用量为11%,通过FT IR分析表明,FRW阻燃中密度纤维板的制板工艺条件对FRW阻燃剂的组成和组分分子结构、性能未产生任何负面影响。
胡景娟等[18]利用浓度为10%的FRW水溶液浸渍2m m厚杨木单板,利用锥形量热仪评价了杨木胶合板的燃烧性能。
结果表明,在50kW/m2的热辐射功率下,阻燃胶合板热释放速率峰值、总热释放量、烟释放速率峰值、总烟释放量都显著降低,成碳率提高,阻燃抑烟性能良好。
董国斌等[19]用FRW处理杨木单板,研制阻燃性能优异的FRW阻燃杨木胶合板,并对其各项物理力学性能和阻燃性能进行了测试,阻燃效果显著。
3.2.2 BL 环保型阻燃剂北京林业大学材料学院发明一种BL 环保型阻燃剂,具有环保无毒、一剂双功效、成本低、易生产使用等优点。
由于该剂对脲醛树脂胶有一定影响,使用时必须和脲醛树脂胶分开施加,并且含有一些吸湿成分,以颗粒状物质分布在纤维板内部,在一定程度上影响板材的内结合强度和防水性能[20]。
王艳良[21]利用BL 环保阻燃剂开发阻燃刨花板,其氧指数能够达到B1难燃级标准,其物理力学性能达到国标对家具和室内装修用材的要求,同时由于阻燃剂中含有甲醛消纳剂,对甲醛释放量问题是一种治本之法。
通过实验最终提出了一些建议:BL 环保阻燃剂本身还存在一些有待改进的地方,比如会对刨花板的力学强度产生一定的负面影响,对板材的吸湿性也有影响,这一点在中密度纤维板和刨花板上表现比较明显,其主要原因是环保阻燃剂的主要制造原料是磷酸和尿素,而N 、P 两种元素都有较强的吸湿性。
因此,有必要通过各种手段来降低环保阻燃剂对板材物理性能的负面影响。
王晓辉[22]对BL 环保阻燃剂阻燃刨花板工艺及效益做了研究,认为生产工艺对制造环保刨花板有较大的影响,经试验得出生产环保刨花板的较佳工艺参数。
采用该生产工艺与适当脲胶配合使用,甲醛消纳率达到50%~80%;力学性能降低<10%,符合国标优等板要求。
粉状BL 环保阻燃剂用于生产阻燃刨花板带入的水分少,和脲醛树脂胶之间的相互影响小,阻燃剂损失也小,比液状BL 环保阻燃剂更适合生产应用。
顾波[23]使用BL 环保阻燃剂阻燃胶合板,通过单因子试验和正交试验对单板上载药量影响因素和环保阻燃胶合板的生产方式进行了试验研究,对于单板全部进行浸渍处理工艺压制的胶合板,环保阻燃性能优良,氧指数可以达到60%以上;甲醛释放量<0.5mg /L,稳定在E 0级。
