全 文 ：第 ww卷 第 ts期
u s s {年 ts 月
林 业 科 学
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过渡金属氧化物对木粉Π°∂ ≤复合材料
燃烧性能的影响 3
白晓艳t ou 王清文t 房轶群t 张志军t
kt东北林业大学生物质材料科学与技术教育部重点实验室 哈尔滨 txssws ~u呼伦贝尔学院 海拉尔 sutss{l
摘 要 } 用锥形量热仪k≤’‘∞l和热重分析法k׊„l研究金属氧化物 ≤∏’ !¤u ’v 和 ׬’u 对木粉Π°∂ ≤ 复合材料
k • ƒ2°∂ ≤l燃烧性能的影响 ∀结果表明 o这 v种过渡金属氧化物的加入对 • ƒ2°∂ ≤ 均有阻燃作用 ∀其中 o≤∏’ 使热
释放速率k‹• • l和总热释放量k׋• l降低较多 o阻燃效果明显 ~加入金属氧化物使 • ƒ2°∂ ≤ 的烟释放速率k≥°• l和
总烟释放量k×≥°l都有所降低 o其中 o≤∏’在有焰燃烧阶段烟释放量最低 o抑烟效果最好 ∀这 v种氧化物都能增加成
炭量 ∀结合热重分析的结果 ov种金属氧化物对 • ƒ2°∂ ≤ 的热降解影响是不同的 ∀ °∂ ≤ 和木粉之间存在相互作用 o
°∂ ≤ 显著促进了木粉的热降解 o木粉的加入推迟了 °∂ ≤的降解 o明显提高了 °∂ ≤ 体系的成炭量 ~ • ƒ2°∂ ≤ 的热降解
行为 o具有更多的 °∂ ≤降解的特征 ∀
关键词 } 锥形量热仪 ~木粉Π°∂ ≤复合材料 ~过渡金属氧化物 ~阻燃 ~抑烟
中图分类号 }ׅvvv ~≥z{u1v| 文献标识码 }„ 文章编号 }tsst p zw{{kuss{lts p stsv p sy
收稿日期 }ussz p s| p tv ∀
基金项目 }国家农业科技成果转化资金项目kussyŠ…uvysswxsl和全国优秀博士论文作者专项资金项目kusswxzl ∀
3 王清文为通讯作者 ∀
Εφφεχτσ οφ Τρανσιτιον Μεταλ Οξιδεσ ον τηε Χοµ βυστιον Προπερτιεσ οφ
Ωοοδ2ΦλουρΠΠολψϖινψλ Χηλοριδε Χοµ ποσιτεσ
…¤¬÷¬¤²¼¤±tou • ¤±ª ±¬±ªº¨ ±t ƒ¤±ª ≠¬´∏±t «¤±ª«¬­∏±t
kt1 ΚεψΛαβορατορψοφ Βιο2Βασεδ ΜατεριαλΣχιενχε ανδ Τεχηνολογψοφ Μινιστρψοφ Εδυχατιον o Νορτηεαστ Φορεστρψ Υνιϖερσιτψ Ηαρβιν txssws ~
u q Ηυλυνβειερ Χολλεγε o Ιννερ Μονγολια Ηαιλαερsutss{l
Αβστραχτ} ׫¨ ©¨©¨¦·¶²©·µ¤±¶¬·¬²± °¨ ·¤¯ ²¬¬§¨¶²± ·«¨ ¦²°¥∏¶·¬²± ³µ²³¨µ·¬¨¶²© º²²§2©¯²∏µΠ³²¯¼√¬±¼¯ ¦«¯²µ¬§¨ k • ƒ2°∂≤l
¦²°³²¶¬·¨¶º¨ µ¨ ¶·∏§¬¨§¥¼ ¦²±¨ ¦¤¯²µ¬°¨ ·¨µk≤’‘∞l¤±§·«¨µ°²ªµ¤√¬°¨ ·µ¼ ¤±¤¯¼¶¬¶k׊„l q׫¨ ©¨©¨¦·¶²©·µ¤±¶¬·¬²± °¨ ·¤¯ ²¬¬§¨¶
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• ƒ2°∂≤ º«¨µ¨ °∂≤ ¤¦¦¨¯¨µ¤·¨§·«¨ §¨ªµ¤§¤·¬²± ²© º²²§©¯²∏µº«¬¯¨ ·«¨ ¼¬¨ §¯²©¦«¤µµ¨¶¬§¨¶º¤¶¬°³µ²√¨ §¬±·«¨ ³µ¨¶¨±¦¨ ²©
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Κεψ ωορδσ} ¦²±¨ ¦¤¯²µ¬°¨ ·¨µ~ º²²§2©¯²∏µΠ³²¯¼√¬±¼¯ ¦«¯²µ¬§¨ ¦²°³²¶¬·¨¶~·µ¤±¶¬·¬²± °¨ ·¤¯ ²¬¬§¨¶~©¬µ¨2µ¨·¤µ§¤±·~¶°²®¨ 2
¶∏³³µ¨¶¶¤±·
木粉Π°∂ ≤复合材料是在聚氯乙烯k°∂ ≤l树脂中填入大量的木粉形成的一种新型材料k简称 • ƒ2°∂≤l ∀
由于其密度较低 !力学强度高于木材 o在包装 !承重等领域可以代替木材使用 o同时利用了大量的林产品废弃
物 o是一种经济环保材料 o在建筑 !装饰领域有很大的应用潜力k≤«¨·¤±¤¦«¤± ετ αλqousstl ∀近年来 o• ƒ2°∂ ≤
由于其良好的加工性能 !机械性能和环保 !价格优势 o尤其是优异的木质感 o在室内领域的应用不断扩展 o因
而其阻燃和抑烟性能愈来愈受到重视 ∀对于纯 °∂ ≤材料 o过渡金属氧化物被认为是有效的阻燃抑烟剂 ∀金
属氧化物对 °∂≤的阻燃作用机理k • ¤±ª ετ αλqot||| ~ ¬¦«¨¯ ετ αλqot{{v ~…µ¤∏°¤± ετ αλqot|{tl !°∂ ≤ 的热降
解过程k„²∏¤¦«µ¬¤ ετ αλqoussy ~ ¬µ¤±§¤ ετ αλqot|||¤~t|||¥l以及木材的阻燃抑烟k王清文等 oussy ~ussx ~
≠¤±ª ετ αλqoussz ~ • ¤±ª ετ αλqoussxl等相关方面已有较系统研究 o然而过渡金属氧化物对 • ƒ2°∂ ≤燃烧性能
的影响尚未见报道 ∀本文使用锥形量热仪 o获得热释放 !烟释放和质量变化等参数 o通过分析这些参数的变
化 o结合热重分析结果 o研究了金属氧化物 ≤∏’ !¤u ’v !׬’u 对 • ƒ2°∂ ≤燃烧过程的影响 ∀
t 材料与方法
111 试验原料
°∂ ≤ }≥Š2x型 o哈尔滨华尔化工有限公司 ~木粉 }杨木粉 oxs ∗ {s目 ~ ≤∏’ }分析纯 o沈阳市试剂五厂 ~
¤u ’v }工业级 o内蒙古包钢稀土高科有限公司 ~׬’u }锐钛型 o市售工业品 ~⁄’° }工业级 o山东齐鲁石化公
司 ~稀土类复合盐稳定剂 }Ž…2z工业级 o南京惠恩实业有限公司 ∀
112 主要仪器与设备
英国 ƒ××公司标准型锥形量热仪 ~美国 °¨ µ®¬±2∞¯ °¨ µ°¼µ¬¶y热重分析仪 ~≥≠st单开口实验热压机 ~≥Ž2
tys开放式炼塑机 ~≥‹•2„高速混合机 ∀
113 试验样品的制备
试验样品的组成为 }°∂ ≤ tss份 !热稳定剂 y份 !增塑剂 ⁄’° v份 !木粉 vs份 !氧化物 x份 o将各组分按
配方准确称量 o将原料在高速混合机中充分混合后在炼塑机上混炼 v °¬±o温度控制在 twx ∗ tys ε ∀然后用
热压机压制成 tss °° ≅ tss °° ≅ w °°的样品 ∀
114 测试及表征
热重分析采用升温速率 ts ε #°¬±ptk氮气环境l o温度范围 vs ∗ {ss ε ∀锥形量热仪试验按照 Œ≥’xyys2t
标准 o采用 xs ®• #°pu的热流对样品进行辐射 o相应的温度为 zuw ε ∀为了避免样品的翘曲和膨胀 o将水平
放置的样品用不锈钢丝网保护 ∀用锥形量热仪的专用软件和 ∞¬¦¨¯软件对数据进行处理和分析 ∀
u 结果与讨论
211 过渡金属氧化物对木粉ΠΠς Χ复合材料阻燃性能的影响
u1t1t 热释放速率k‹• • l和总热释放量k׋• l • ƒ2°∂≤ 的燃烧过程分为有焰燃烧和红热燃烧 u个阶段 o
分别对应图 t中出现的宽峰和其后的平坦阶段 o这一点与木材k王清文等 ousswl和 °∂≤ 材料k李斌等 ot|||l
类似 ∀与红热燃烧阶段相比 o有焰燃烧阶段的热释放速率k‹• • l值很大 ov种金属氧化物对复合材料的 ‹• •
有不同程度的影响 }≤∏’总体上使 • ƒ2°∂≤有焰燃烧的 ‹• • 值明显降低 ~׬’u 虽然在大部分时间里对 ‹• •
影响不大 o但是能明显缩短维持有焰燃烧的时间 ~¤u ’v 对 ‹• • 影响甚微 ∀图 u中在点燃初期基本没有热
图 t 样品热释放速率曲线
ƒ¬ªqt ≤∏µ√¨ ¶²©«¨¤·µ¨¯¨ ¤¶¨ µ¤·¨ k‹• • l
图 u 样品总热释放曲线
ƒ¬ªqu ≤∏µ√ ¶¨²©·²·¤¯ «¨ ¤·µ¨¯¨ ¤¶¨ k׋• l
释放k׋• 值接近于零l o有焰燃烧阶段总热释放量迅速增加 o后期红热燃烧阶段 o总热释放增加缓慢 oyss ¶
时红热燃烧趋近结束 o此时添加 ≤∏’ 和 ׬’u 的样品其 ׋• 明显低于未添加金属氧化物的对比样k≤Žl o
wst 林 业 科 学 ww卷
¤u ’v 对 ׋• 未产生明显影响 ∀结合 ׋• 和 ‹• • 变化 o表明 • ƒ2°∂ ≤燃烧释放的热量主要是由有焰燃烧提
供的 o抑制有焰燃烧是 • ƒ2°∂≤ 阻燃的关键 o而 ≤∏’的加入对降低这一阶段的 ‹• • 和 ׋• 均有明显效果 o
表现出较好的阻燃性能 ∀
在有焰燃烧后期 o氧化物的加入使热释放曲线出现一个尖锐放热峰 o尤其是添加 ≤∏’的样品更为明显 o
这可能是由于此时样品炭层开始明显均裂而快速释放可燃性气相裂解产物 ∀
u1t1u 有效燃烧热k∞‹≤l 有效燃烧热k∞‹≤l是在某一时间所测得的热释放量与质量损失量之比 o它反映
可燃性挥发气体在气相火焰中的燃烧程度 ∀图 v中 o≤∏’ !¤u ’v和 ׬’u 体系的平均有效燃烧热分别为 {1xx !
ts1tu和 ts1tw #®ªpt o与未加金属氧化物对比样的平均有效燃烧热 ts1wx #®ªpt相比有所降低 o即燃烧
时消耗单位质量的材料 o加入金属氧化物使热释放量降低 o说明氧化物在初期不同程度抑制了可燃性挥发产
物的生成 o使得 ∞‹≤降低 k≥²¤µ¨¶ ετ αλqot||{l ∀几种氧化物中 o ≤∏’使材料第一阶段的有效燃烧热峰值降
低较多 o而使后期 ∞‹≤明显增加 ∀其原因是 ≤∏’能促进点燃初期 °∂≤ 脱 ‹≤¯ 的速度 kŠµ¬°¨ ¶ ετ αλqoussy ~
¬oussvl o使可燃性挥发气体的浓度降低 o而 ‹≤¯ 能促进木质纤维的降解 k¤·¶∏½¤º¤ ετ αλqousstl ~同时 o
≤∏’使挥发物中脂肪族化合物的含量增加 kŠµ¬°¨ ¶ ετ αλqoussyl o降解产物燃烧产生的热反馈到材料的表
面 o加速了炭骨架的降解 o使 ∞‹≤在后期峰值明显提高 ∀加入金属氧化物 o∞‹≤ 变化程度不大 o而 ‹• • 降低
较多 o说明氧化物是在凝聚相起阻燃作用 ∀
图 v 不同样品的有效燃烧热曲线
ƒ¬ªqv ≤∏µ√¨ ¶²© ©¨©¨¦·¬√¨ «¨ ¤·²©¦²°¥∏¶·¬²± k∞‹≤l
图 w 比消光面积曲线
ƒ¬ªqw ≤∏µ√¨ ¶²©¶°²®¨ ¬¨·¬±¦·¬²± ¤µ¨¤k≥∞„l
212 过渡金属氧化物对木粉ΠΠς Χ复合体系抑烟作用
烟释放速率k≥°• l !总烟释放量k×≥°l和比消光面积k≥∞„l v个参数可以从不同的角度说明材料在燃烧
时烟释放的程度及动态烟释放过程 o用以评价和研究材料在燃烧时的烟释放行为 ∀
u1u1t 比消光面积k≥∞„l 从图 w看到 }与 ∞‹≤不同 o≥∞„在有焰燃烧阶段的数值较大 o并且加入氧化物的
体系 o单位质量损失的烟产量有所降低 ∀燃烧时产生的不完全燃烧有机物 !碳质悬浮粒子 !水汽是形成烟雾
的主要物质 o不完全燃烧也降低了热释放 k王清文 ousssl ∀图 w中 o几种氧化物的加入都可以降低 ≥∞„ o其
中 ≤∏’效果明显 ∀由于 ≤∏’的加入稳定了炭骨架 o促进交联成炭k≥·¤µ±¨ ¶ ετ αλqoussv ~ • ¤±ª ετ αλqot|||l o
使 °∂ ≤体系的总氯释放 !苯释放和烟尘释放量显著降低kŠµ¬°¨ ¶ ετ αλqoussyl o促进了可燃性产物的完全燃
烧 o因此 o≤∏’在 • ƒ2°∂ ≤中有明显的抑烟效果 ∀
u1u1u 烟释放速率k≥°• l和总烟释放量k×≥°l 如图 x !y所示 o加入金属氧化物使 • ƒ2°∂≤ 的烟释放速率和
总烟释放量都有所降低 o而且几个样品 ≥°• 曲线形状相似 ∀在点燃初期氧化物的加入 o能降低烟释放速率 o
其中 ≤∏’使 ≥°• 和 ×≥°明显降低 o抑烟效果显著 ∀ ≤∏’使烟释放峰在 wss ¶左右出现 o与对比样相比推迟了
tss ¶o这对抑烟是有利的 ∀ ≤∏’在初期能有效地促进 °∂≤脱 ‹≤¯ 速度 o稳定炭骨架 o减少可燃性挥发物燃烧
产生烟 o使烟释放峰推后 ~¤u ’v 体系在燃烧初期使烟释放降低 o但后期与对比样相比变化不明显 ~׬’u体系
后期烟释放明显增大 o而且烟释放峰提前 o这对抑烟是不利的 ∀≥°• 与 ‹• • 曲线形状相近 o出现峰的位置相
对应 o说明烟与热的产生是同步的 ∀结合总烟释放量 ×≥° o几种氧化物中 ≤∏’抑烟效果最显著 ∀这几种氧化
物抑烟作用的机理可能是金属氧化物不同程度的促进挥发性产物中可燃烧组分的完全燃烧 o同时稳定了炭
xst 第 ts期 白晓艳等 }过渡金属氧化物对木粉Π°∂ ≤ 复合材料燃烧性能的影响
骨架 o使燃烧时的发烟量降低 ∀
图 x 不同样品的烟释放速率曲线
ƒ¬ªqx ≤∏µ√ ¶¨²©¶°²®¨ ³µ²§∏¦·¬²±µ¤·¨ k≥°• l
图 y 不同样品的总烟释放量曲线
ƒ¬ªqy ≤∏µ√¨ ¶²©·²·¤¯ ¶°²®¨ ³µ²§∏¦·¬²± k×≥°l
图 z 样品的质量损失速率曲线
ƒ¬ªqz ≤∏µ√ ¶¨²© °¤¶¶ ²¯¶¶µ¤·¨ k• l
213 燃烧过程中的质量损失速率(ΜΛΡ)
图 z中 o各条 • 曲线的变化规律与图 t中 ‹• • 曲线
比较类似 o说明 • ƒ2°∂≤ 复合材料的热降解质量损失k对
• 有贡献l和热解产生的挥发性可燃物的燃烧释热k对
‹• • 有贡献l基本同步进行 o有焰燃烧阶段的质量损失较
快 ∀与图 t不同的是 o图 z中有焰燃烧后期的质量损失速
率虽然增加较快 o但未出现特别高的质量损失峰 ∀这意味
着图 t中尖锐放热峰的产生 o可能主要是由于热解气相产
物的燃烧热较大 o其中可燃性有机产物的比例较大 o而 ‹≤¯
等不燃性气体k对 • 有贡献 o而对 ‹• • 无贡献l的比例较
低 ∀
此外 o试验发现 o未加氧化物的对比样 o分别加入 ≤∏’ !¤u ’v 和 ׬’u 的各样品 o在 yss ¶时的残余炭质量
百分数依次为 t{1u h !uu1y h !t|1u h和 t{1y h k这其中不包括氧化物的质量l o表明加入氧化物均能提高成
炭量 o这支持了 ∞‹≤研究中得出的金属氧化物阻燃剂在凝聚相起作用的结果 ∀
214 热重分析试验
u1w1t °∂ ≤ !木粉和木粉Π°∂ ≤体系的热降解 从图 { !|可以看到 o在氮气环境 !ts ε #°¬±pt升温速率下 o• ƒ2
°∂ ≤降解方式与单独的 °∂ ≤ 和木粉的热降解有很大的区别 ∀从几种样品的 ׊和 ⁄׊曲线可以看出 o纯
°∂ ≤的 ⁄׊曲线在 vus ∗ vws ε 出现一个尖峰 o表明 °∂ ≤在热降解脱 ‹≤¯ 的过程中伴随着炭骨架的降解 o在
vsw ε 质量损失速率最大 ~yss ε 时的残炭量为 tu1y h o这在一些文献中已经得到证实k李斌 ousss ~Š²±½¤¯ ½¨2
’µ·¬½ ετ αλqoussx ~…¤¶©¤µoussv ~„±·«²±¼ot||| ~¬µ¤±§¤ ετ αλqot|||¤~t|||¥~ • ¤±ª ετ αλqot|||l ∀木粉的降
解发生在 tss ∗ {ss ε 范围 o在 u{x ε 出现一尖峰 o表明半纤维素降解的同时伴随着纤维素组分的热降解
k≠¤±ª ετ αλqousszl o在 vzs ε 质量损失速率最大 o在 yss ε 时的残炭量为 ty1t h ∀ • ƒ2°∂ ≤ 的 ⁄׊曲线在
uyy ε 出现一尖峰 o对应着木粉降解的温度 o但比纯木粉降解温度 u{x ε 明显提前 o这可能与 °∂≤ 热解产生
的 ‹≤¯ 对木材热分解反应的酸催化作用有关k¦Š«¨¨ ετ αλqot||xl ∀另一方面 o质量损失速率最大时的温度
提前到 vuw ε ∀yss ε 时的残炭量达到 t{1v h o与单独的木粉和 °∂≤相比 o残炭量增加 ∀以上结果表明 o• ƒ2
°∂ ≤的热降解是复杂的过程 o°∂ ≤和木粉之间存在相互作用 ∀°∂≤显著促进了木粉的热降解 o木粉的加入推
迟了 °∂ ≤的降解 o同时提高了 °∂ ≤体系的成炭量 ~ • ƒ2°∂ ≤的热降解行为 o更多的具有 °∂ ≤降解的特征 ∀
u1w1u 过渡金属氧化物对木粉Π°∂≤体系热降解行为的影响 各种氧化物的加入对 • ƒ2°∂≤ 的 ׊和 ⁄׊
的影响如图 ts和表 t所示 ∀从 ׊曲线可以看到 } • ƒ2°∂ ≤热降解过程分为 u个阶段 o第一阶段的质量损失
明显高于第二阶段 ∀第一阶段主要为 °∂ ≤脱 ‹≤¯ k¬µ¤±§¤ ετ αλqot|||¤~t|||¥l及木粉的热降解脱小分子物
质的过程k王清文 ousssl o第二阶段主要为 °∂ ≤ 碳骨架的热裂解过程k≠¤±ª ετ αλqoussz ~ • ¤±ª ετ αλqo

yst 林 业 科 学 ww卷
图 { 几种样品的 ׊曲线
ƒ¬ªq{ ≤∏µ√ ¶¨²©×Š
图 | 几种样品的 ⁄׊曲线
ƒ¬ªq| ≤∏µ√¨ ¶²© ⁄׊
表 1 样品在 2 个热降解阶段的 ΤΓ 和 ∆ΤΓ 数据(氮气环境)
Ταβ .1 ∆ατα οφ ΤΓ ανδ ∆ΤΓ οφ σαµ πλεσιν τωο σταγεσ (ιν νιτρογεν γασ)
样品
≥¤°³¯¨
起始分解温度 ≠
Τ¶Πε
最大质量损失时温度 
Τ°¤¬Πε
质量损失速率
§ωΠ§τΠ°¬±pt
质量
• ¬¨ª«·Πh
残炭 ≈
• ¶¨¬§∏¤¯ ¦«¤µΠh
≤Ž uzuΠwvu vuuΠwyw {1xΠu1z xz1{Πt|1u tv1w
≤∏’ uy|Πww| u|{Πwzu tt1zΠt1| xu1{Πtv1{ ut1z
¤u ’v uz|Πwuw vuuΠwyz {1tΠu1v xy1zΠtz1t uv1w
׬’u uzyΠwu{ vtzΠwyw {1tΠu1| xw1tΠt|1v tz1x
≠ Τ¶为 u个热降解阶段的起始分解温度 ׫¨ ·¨°³¨µ¤·∏µ¨ ·²¶·¤µ·§¨¦²°³²¶¬·¬²±~ Τ°¤¬为达到最大质量损失速率时的温度 ׫¨ ·¨°³¨µ¤·∏µ¨ ²©
°¤¬¬°¤¯ °¤¶¶ ²¯¶¨ µ¤·¨~≈ 残炭为 zxs ε 时的残余炭质量分数 ׫¨ ³¨µ¦¨±·¤ª¨ °¤¶¶²©µ¨¶¬§∏¤¯ ¦«¤µ¤·zxs ε q
图 ts 样品 ׊和 ⁄׊曲线
ƒ¬ªqts ≤∏µ√ ¶¨²©×Š ¤±§⁄׊
t|||l ∀ ≤∏’的加入使第一阶段热降解温度降低 o而且第
一阶段质量损失率明显高于未为处理样品 o第二阶段的
质量损失与未处理样品相比明显降低 o表明 ≤∏’ 促进了
体系更早的热降解脱 ‹≤¯ o同时稳定了碳骨架 o促进交联
k≥·¤µ±¨ ¶ ετ αλqoussvl o增加成炭量 ~¤u ’v 和 ׬’u使第一
阶段的质量损失明显低于 ≤∏’ 体系 o与素材相比变化不
大 o而第二阶段的质量损失则高于 ≤∏’ 体系 o说明 ¤u ’v
和 ׬’u 也促进了体系脱 ‹≤¯ 的速度 o但效果不明显 o它们
稳定碳骨架的能力不如 ≤∏’ 体系 ∀v 种氧化物对 • ƒ2
°∂ ≤热降解行为的影响是不同的 ∀在zss ε 之后 o¤u ’v
体系质量损失变化基本不变 o表明热解已基本结束 o而
≤∏’体系的质量损失仍然增加 o出现 ¤u ’v 体系残炭量高
于 ≤∏’的现象 o说明 ≤∏’体系能更有效的促进挥发性可燃物的完全燃烧 o产生的热促使炭骨架进一步裂解 o
这与前面在锥形量热仪试验结果是一致的 ∀从zxs ε 时的残炭量看 o加入氧化物明显提高了体系成炭量 ∀
基于对锥形量热仪获得的各种参数的分析 o结合热重分析的结果 o金属氧化物在 • ƒ2°∂ ≤ 中的阻燃抑烟
机理可以概括为 }金属氧化物在 • ƒ2°∂≤中均能不同程度地促进 °∂≤ 脱 ‹≤¯ 的速度 o降低点燃初期体系中
可燃性挥发产物的浓度 o体系燃烧过程热释放明显降低 o表现出阻燃作用 ∀同时 o木粉的加入推迟了 °∂≤ 的
降解 o增加体系成炭量 ~°∂ ≤降解产生的 ‹≤¯ 对木粉降解有酸催化作用 ∀过渡金属氧化物能不同程度的改
变挥发性产物的成分 o使发烟量少的脂肪族化合物的比例增大 o同时稳定了炭骨架 o使燃烧时的发烟量降低 o
表现出抑烟作用 ∀
v 结论
• ƒ2°∂≤的热降解是复杂的过程 o在 • ƒ2°∂ ≤ 中 o°∂ ≤ 和木粉之间存在相互作用 ∀°∂≤ 显著促进了木粉
的热降解 o而木粉的加入推迟了 °∂≤的降解 o明显提高了 °∂≤ 体系的成炭量 ∀ • ƒ2°∂ ≤ 的热降解行为 o具有
zst 第 ts期 白晓艳等 }过渡金属氧化物对木粉Π°∂ ≤ 复合材料燃烧性能的影响
更多的 °∂≤降解的特征 ∀
金属氧化物 ≤∏’ !¤u ’v 和 ׬’u 的加入对 • ƒ2°∂≤均有阻燃作用 o它们对 • ƒ2°∂ ≤热降解影响是不同的 o
均能增加成炭量 ∀ ≤∏’相比其他 u种氧化物使体系 ‹• • 和 ׋• 值降低更为显著 o阻燃效果明显 ∀ • ƒ2°∂ ≤
的烟产生速率 ≥°• 与热释放速率 ‹• • 变化趋势是相近的 o说明烟与热的产生是同步的 ∀通过对 ≥°• o×≥°和
≥∞„等参数的分析 o这几种氧化物都能使烟释放量降低 o其中 ≤∏’使体系在有焰燃烧阶段烟释放速率最低 o
同时烟释放量最低 o抑烟效果最明显 ∀
参 考 文 献
李 斌 o王建棋 o丁养兵 qt|||1 ≤∏’ 对硬质 °∂ ≤热解Π阻燃和抑烟的锥形量热仪k≤’‘∞l研究 q高分子材料科学与工程 otxkxl }tuw p tuz q
李 斌 qusss1 聚氯乙烯k°∂ ≤l的抑烟与阻燃 q哈尔滨 }东北林业大学出版社 ottx p ty{ q
王清文 qusss1木材阻燃工艺学原理 q哈尔滨 }东北林业大学出版社 otvs p txw q
王清文 o李 坚 qussw1 用 ≤’‘∞法研究木材阻燃剂 ƒ• • 的阻燃机理 q林产化学与工业 ouwkul }u| p vw q
王清文 o李 坚 qussx1 木材阻燃剂 ƒ• • 的阻燃机理 q林业科学 owtkxl }tuv p tuy q
王清文 o张志军 o陈 琳 o等 qussy1 氧浓度对阻燃木材发烟性能的影响 q林业科学 owuktul }|x p tss q
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