杨木纤维/聚丙烯复合材料协效阻燃性能研究

来源 :中南林业科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:shenyemaizui
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
聚磷酸铵(APP)和硼酸锌(BZ)均为木塑复合材料(WPC)的常用阻燃剂。APP单独应用于WPC的阻燃研究已经较多,但存在添加量较大且燃烧时复合材料的发烟量大的问题;而BZ单独使用时阻燃效率不高。本文研究了 APP与BZ复配对杨木纤维/聚丙烯复合材料的协同阻燃作用;并在此基础上,研究纳米二氧化硅(nano-SiO2)与复配磷硼阻燃剂在WPC中的协同阻燃作用。此外,由于阻燃剂与复合材料之间的界面相容性差会导致WPC力学性能下降,因此对其中的APP及nano-SiO2进行了表面改性处理,对APP、BZ及nano-SiO2三元复配阻燃剂的阻燃机理进行了深入探讨,主要研究内容和结果如下:(1)以APP和BZ复配和其他组分一同制备了阻燃WPC,对样品进行了水平-垂直燃烧测试、极限氧指数测试(LOI)、热重分析(TG)、锥形量热测试(CONE)以及力学性能等检测分析。测试结果表明,当APP:BZ为4:1,总添加量为25 wt%时,WPC的各项性能最佳;CONE测试表明,此时协同阻燃性能比单一阻燃剂阻燃性能好;TG结果表明,WPC热稳定性提升较大,残炭量最高增加了 266%,达23.95%;CONE残炭形貌及扫描电镜(SEM)表征结果表明,此时复合材料燃烧后形成了更加致密的炭层;水平-垂直燃烧和极限氧指数测试表明,材料能满足阻燃要求。(2)研究了添加nano-SiO2增强APP/BZ改性WPC的阻燃性能和力学性能的影响。研究结果表明,nano-SiO2最佳添加量为4wt%;此时APP/BZ/nano-SiO2WPC极限氧指数最大达25.65%,垂直燃烧等级为V-0等级;CONE测试表明,nano-SiO2能有效降低WPC的总热释放量和烟释放总量,并降低总燃烧时间;TG测试表明,nano-SiO2使WPC的残炭率最大增至32.32%,且使最大热失重速率降低;SEM结果表明,nano-SiO2能使复合材料燃烧后的炭层更加致密,说明nano-SiO2有效提高了 WPC燃烧成炭性能;力学性能测试表明,nano-SiO2加入能稍微增加的WPC拉伸强度。(3)利用KH-550对APP和nano-SiO2进行表面改性。傅里叶红外光谱(FTIR)测试表明,KH-550成功接枝改性APP和nano-SiO2。将改性APP(k-APP)、改性nano-SiO2(k-nano-SiO2)和BZ复配后制备阻燃WPC,研究其力学性能和吸水性能等的变化,并进一步探讨三元复配阻燃剂对复合材料的阻燃机理。力学强度分析显示KH-550 表面改性处理能改善 APP 和 nano-SiO2 与基体材料的界面相容性,制备的 k-APP/BZ/k-nano-SiO2复配协效改性WPC的拉伸强度和冲击强度分别比APP/BZ/nano-SiO2WPC增加了 5.40%和45.91%,且吸水增重率明显下降,低于未添加阻燃剂的空白组WPC;对复合材料冲击强度测试断面进行扫描电镜分析,可明显观察到断面处空洞减少且没有明显间隙;复配阻燃剂气相阻燃作用原理为:APP分解可以释放出NH3,BZ能够释放出水分可以稀释基材周围的氧气浓度及碳氢化合物及羰基化合物等可燃组分,水分蒸发也能够吸收部分热量;拉曼光谱测试进一步说明了 nano-SiO2能在固相阻燃作用的机理——提高复合材料燃烧后残炭的石墨化程度,从而提高其隔热性能。
其他文献
木质无框蜂窝板作为常见的绿色材料之一,具有轻质、高强、成本低、可定制化生产等优点,但是木质无框蜂窝板在家具生产中的应用并不多见,其中封边工艺是影响其推广的主要问题之一,本论文就木质无框蜂窝板在家具生产中的封边剥离强度展开研究,优化了剥离检测方法,然后以软质封边条封边(PVC为例)和硬质封边条封边(铝合金为例)两大类,分别探究工艺因素对封边剥离强度的影响规律,对木质无框蜂窝板在家具生产中封边工艺的优
水稻是我国主要的粮食作物之一,广泛种植于南方地区,但早籼稻作为口粮食用适口性差,并且综合利用低、加工产品单一。早籼米粉由淀粉、脂肪和蛋白质组成,其组成成分对大米粉以糊化特性为主的物化性质有很大的影响。为了给早籼米加工企业开发大米粉食品提供科学依据,本文以早籼米为原料,研究脱脂脱蛋白对早籼米粉结构与理化性质及其关系的影响,主要研究内容及结果如下。(1)采用扫描电子显微镜(SEM)、粒度仪、X-射线衍
科技的日益进步让年轻一代对传统文化的认知兴趣逐步降低,传统文化和传统手工艺的衰退,使得原本优秀的技艺失传,留住优秀的技艺,是世界文化创意产业亟需解决的问题。传统技艺的发展,不能仅以再现为目标,而是需要通过更好地创新加以传承。寄木细工是日本民艺的代表性木作手工技艺之一,继承了日本精进的工匠精神,但因其纯手工制作的局限性,严重影响了它的传承与推广。自古以来,中国自宫廷至民间,工匠们创作了大量令人惊艳的
随着家居市场竞争日益激烈,消费者个性化需求不断增加,加之房地产寒冬以及新冠疫情的影响,各个家居公司都在寻找新的出路来提升企业效益。在当今科技进步,人工智能相关技术蓬勃发展的现状下,如何将新兴技术赋能于家居行业,从而解决行业痛点,推动行业发展,是每个业内人士思考的问题。本文以解决快速智能的设计出符合消费者需求的定制衣柜,从而辅助设计师提高效率,为企业增加收益为目的,对模块化理论以及人工智能相关技术进
学位
乳及乳制品的研究一直以来都是国内外研究的热点,对乳制品中小分子多肽的研究更是当下关注的重要课题。本课题以了解牦牛乳渣,开发牦牛乳渣产品,找出具有抗氧化活性的乳渣多肽为目的,以西藏不同海拔(那曲NA:海拔2800 m、拉萨NB:海拔3500~4000 m、公布江达县加之乡Nc:海拔4300 m)牦牛乳渣为研究对象,研究了(1)不同海拔牦牛乳渣的理化、营养和风味特性;(2)牦牛乳渣多肽的肽组学变化;(
中国门文化源远流长,在中国传统建筑史上占据着极其重要的地位。2010年后,中国木门在全国逐步形成了六大生产基地,成为世界最大的木门生产基地、出口基地和消费市场。通过系统调研发现,欧式木门和现代木门占据较大的木门市场,蕴含中国文化特征的新中式木门具有较大的发展空间。当前,有关实木门的造型设计研究主要侧重于图案设计、装饰设计方法及实施技术等方面,针对木门造型的实验研究相对不足。本文主要通过对受试者进行
学位
学位
学位