抗流失阻燃剂是当前阻燃剂研究开发的一个重要方向。采用TG-DTA热分析技术研究了酚类阻燃剂处理杉木热解过程各阶段的木炭产量和热动力学参数。结果表明,酚类阻燃剂阻燃处理杉木的产炭量因苯环上取代基不同而不同,其阻燃作用的大小顺序为:氨基>溴>硝基。同时具有氮元素和溴元素的二溴硝基苯酚和二溴氨基苯酚的产炭量都大于相应的单取代苯酚衍生物。浸泡实验后,磷酸氢二铵的产炭损失率是二溴硝基苯酚的5倍。阻燃处理后产炭量的增大总是对应于炭化阶段热解反应峰温降低、反应速率常数增大,但产炭量的增大程度与这些热动力学参数的改变是负相关的。因此,氮和溴的苯酚衍生物不仅对木材具有很强的阻燃作用,而且具有很强的抗浸泡能力,氮元素的阻燃作用与其在阻燃剂中的氧化态关系极大,氮和溴在木材阻燃中存在协同增效作用,阻燃处理对木材的吸湿性也有影响。
The flame retardant with the anti elute ability is a major direction of research and exploitation of wood flame retardants today. The char yield and the thermodynamics parameters at different stages during the pyrolysis of the wood treated with phenol flame retardants were studied by the TG DTA thermo analysis. The results showed that the char yield of the Cunninghamia lanceolata wood treated with phenol flame-retardant differs with the substituting group on the phenol, the order of the fire retardants ability was-NH2>-Br>-NO2. The char yield of the wood treated with 2.6-Dibromo-4-nitorphend or 2,6-Dibromo-4-aminophenol that contained both nitrogen and bromine overtake that of the corresponding single substituted phenol derivative. After the elution experiment, the char yield loss of the wood treated with di Ammonium hydrogen phosphate was five times the char yield loss of the wood treated with 2.6-Dibromo-4-nitrophenol. The increase of the char yield after the fire retardant treatment was always corresponding to the depression of peak temperature, the decrease of activation energy and the increase of speed constant, but was in negative relation with these thermodynamics parameters. Therefore, the phenol substituted with amino and bromine could not only provide the strong fire retardant ability on wood but also provide the violent anti-elute ability. The fire retardant ability of nitrogen had close relation with its oxidation state in flame-retardant. Nitrogen and bromine had synergy in fire retardant treatment of wood, too. The fire retardant treatment also affected the hygroscopic ability of wood.
全 文 ：第 v|卷 第 v期
u s s v年 x 月
林 业 科 学
≥≤∞× ≥∂ ∞ ≥≤∞
∂²¯1v| o²1v
¤¼ou s s v
酚类阻燃剂处理杉木热解过程的热动力学研究
胡云楚 刘 元
k中南林学院 株洲 wtussyl
摘 要 } 抗流失阻燃剂是当前阻燃剂研究开发的一个重要方向 ∀采用 ×2⁄×热分析技术研究了酚类阻燃
剂处理杉木热解过程各阶段的木炭产量和热动力学参数 ∀结果表明 o酚类阻燃剂阻燃处理杉木的产炭量因苯
环上取代基不同而不同 o其阻燃作用的大小顺序为 }氨基 溴 硝基 ∀同时具有氮元素和溴元素的二溴硝基
苯酚和二溴氨基苯酚的产炭量都大于相应的单取代苯酚衍生物 ∀浸泡实验后 o磷酸氢二铵的产炭损失率是二
溴硝基苯酚的 x倍 ∀阻燃处理后产炭量的增大总是对应于炭化阶段热解反应峰温降低 !反应速率常数增大 o
但产炭量的增大程度与这些热动力学参数的改变是负相关的 ∀因此 o氮和溴的苯酚衍生物不仅对木材具有很
强的阻燃作用 o而且具有很强的抗浸泡能力 o氮元素的阻燃作用与其在阻燃剂中的氧化态关系极大 o氮和溴在
木材阻燃中存在协同增效作用 o阻燃处理对木材的吸湿性也有影响 ∀
关键词 } 木材 o阻燃剂 o热动力学 o酚类
收稿日期 }usst p sy p t{ ∀
基金项目 }中南林学院青年科学基金项目k|xsvs| osuswuvl ∀
ΤΗΕΡ ΜΟ∆ΨΝΑΜΙΧΣ ΣΤΥ∆Ψ ΟΝ ΦΙΡΕ ΡΕΤΑΡ∆ΑΝΤ ΩΟΟ∆
ΩΙΤΗ ΠΗΕΝΟΛ ΦΛΑΜΕ2ΡΕΤΑΡ∆ΑΝΤΣ
∏≠∏±¦«∏ ¬∏≠∏¤±
k ΧεντραλΣουτη Φορεστρψ Υνιϖερσιτψ Ζηυζηου wtussyl
Αβστραχτ} ׫¨ ©¯¤°¨ 2µ¨·¤µ§¤±·º¬·«·«¨ ¤±·¬2¨¯∏·¨ ¤¥¬¯¬·¼¬¶¤ °¤²µ§¬µ¨¦·¬²± ²©µ¨¶¨¤µ¦«¤±§ ¬¨³¯²¬·¤·¬²± ²© º²²§©¯¤°¨ 2
µ¨·¤µ§¤±·¶·²§¤¼q׫¨ ¦«¤µ¼¬¨ §¯¤±§·«¨ ·«¨µ°²§¼±¤°¬¦¶³¤µ¤°¨ ·¨µ¶¤·§¬©©¨µ¨±·¶·¤ª¨¶§∏µ¬±ª·«¨ ³¼µ²¯¼¶¬¶²©·«¨ º²²§
·µ¨¤·¨§º¬·«³«¨ ±²¯ ©¯¤°¨ 2µ¨·¤µ§¤±·¶º¨ µ¨ ¶·∏§¬¨§¥¼·«¨ ×2⁄×·«¨µ°²2¤±¤¯¼¶¬¶q׫¨ µ¨¶∏¯·¶¶«²º¨ §·«¤··«¨ ¦«¤µ¼¬¨ §¯²©
·«¨ Χυννινγηαµιαλανχεολατα º²²§·µ¨¤·¨§º¬·«³«¨ ±²¯ ©¯¤°¨ 2µ¨·¤µ§¤±·§¬©©¨µ¶º¬·«·«¨ ¶∏¥¶·¬·∏·¬±ªªµ²∏³²±·«¨ ³«¨ ±²¯ o·«¨
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¤¯¶²³µ²√¬§¨ ·«¨ √¬²¯ ±¨·¤±·¬2¨¯∏·¨ ¤¥¬¯¬·¼q׫¨ ©¬µ¨ µ¨·¤µ§¤±·¤¥¬¯¬·¼ ²©±¬·µ²ª¨± «¤§¦¯²¶¨ µ¨ ¤¯·¬²± º¬·«¬·¶²¬¬§¤·¬²±¶·¤·¨¬±
©¯¤°¨ 2µ¨·¤µ§¤±·q¬·µ²ª¨± ¤±§¥µ²°¬±¨ «¤§¶¼±¨ µª¼¬± ©¬µ¨ µ¨·¤µ§¤±··µ¨¤·°¨ ±·²© º²²§o·²²q׫¨ ©¬µ¨ µ¨·¤µ§¤±··µ¨¤·°¨ ±·
¤¯¶²¤©©¨¦·¨§·«¨ «¼ªµ²¶¦²³¬¦¤¥¬¯¬·¼ ²©º²²§q
Κεψ ωορδσ} • ²²§oƒ¯ ¤°¨ 2µ¨·¤µ§¤±·o׫¨µ°²§¼±¤°¬¦¶o°«¨ ±²¯
木材的燃烧性能取决于木材在热流作用下的分解反应过程及分解产物的组成 ∀对阻燃处理木材热
分解过程进行动力学研究 o有助于了解木材燃烧及其阻燃机理 o为研究和开发新型木材阻燃剂及其阻燃
处理方法提供理论依据 ∀木材的主要成分是纤维素 !半纤维素 !木素及少量抽提物 o它们在热解过程中
既可裂解为甲烷 !乙烷 !醋酸 !甲醇 !木焦油等易燃产物 o也可以裂解为具有隔热隔气作用的木炭和不能
燃烧的水 ∀根据木材阻燃的炭量增加理论 o阻燃处理可以影响木材的热解过程 o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 o使木材剧烈热解的温度有所降低 o并减少可燃
气体的产量 o从而降低木材燃烧的剧烈程度 o达到抑制木材燃烧的目的 ∀
第一代阻燃剂具有吸湿性强 !耐候性差 !遇水或环境湿度大时逐渐流失而使其失去阻燃性 o在火灾
发生时起不到应有的作用k骆介禹 ousss ~李光沛等 ousstl ∀药剂抗流失性差的主要原因是药剂的水溶
性及其与木材之间无化学键作用 ∀酚类阻燃剂能与木材中的游离羟基形成氢键或醚键 o也能与木材中
的羰基发生缩合成键而牢固结合 o而且与胶粘剂也有良好的适应性 ∀
热分析是在程序控制温度下测定物质的物理性质与温度关系的一类技术 ∀近年来热分析技术 o其
中主要是 × !⁄× !⁄≥≤ o已成功地应用于木材热解和木材阻燃研究k胡云楚等 ot||x ~t||y ~ussu ~阎昊鹏
等 ot||z ~∏ ετ αλqousss ~ «¨ ετ αλqot|{z ~∞¯ ¬¯¶ot||tl ∀
t 材料与方法
1 .1 实验仪器
日本岛津 ⁄× p vs热分析仪 ∀气氛 }静态空气 ∀升温速率 }ts #°¬±pt ∀
1 .2 实验材料
杉木样品经植物粉碎机粉碎成能通过 us目筛的木粉 ∀苯酚 !u ow oy p三溴苯酚 !对硝基苯酚 !对氨
基苯酚 !u oy p二溴 p w p硝基苯酚 ou oy p二溴 p w p氨基苯酚 !磷酸氢二铵均为分析纯试剂 ∀
1 .3 处理方法
将以上阻燃剂分别配制成质量分数为 u1x h的溶液 o用 w倍质量的溶液浸渍杉木粉 o然后在 {s ε 恒
温箱中干燥 y «∀试样中杉木粉与阻燃剂的质量比为 tsΒt ∀对照样品用蒸馏水作空白处理 ∀
114 浸泡实验
阻燃处理后的杉木粉加 ts倍质量的蒸馏水浸泡 ts °¬±后 o用高速离心机离心分离去掉水 o再加 ts
倍质量的水浸泡 o离心分离后 o在 {s ε 恒温箱中干燥 y «∀
图 t 杉木的 ×2⁄×2×曲线
ƒ¬ªqt ×2⁄×2× ¦∏µ√¨ ¶²© Χυννινγηαµια λανχεολατα º²²§
¤q杉木的 ×曲线 × ¦∏µ√¨²©·«¨ º²²§~¥q杉木的 ⁄×曲线
⁄× ¦∏µ√¨ ²©·«¨ º²²§~¦q二溴硝基苯酚处理杉木的 ⁄×曲线
⁄× ¦∏µ√¨ ²©·«¨ º²²§·µ¨¤·¨§º¬·«§¬2
µ²°²±¬·µ²³«¨ ±²¯ ~
§q二溴氨基苯酚处理杉木的 ⁄×曲线 ⁄× ¦∏µ√¨ ²©·«¨ º²²§
·µ¨¤·¨§º¬·«§¬2
µ²°²¤°¬±²³«¨ ±²¯ q
u 结果与讨论
211 取代基对热分解过程的失重和木炭产量的
影响
热分析仪上测得的阻燃杉木和未阻燃杉木的
×2⁄×2×曲线如图 t ∀经具有不同取代基的酚类
阻燃剂处理后杉木的 ⁄× 曲线上炭化阶段尖锐
的放热峰变得较为平缓 o表明阻燃剂能有效地减
少可燃性挥发物的生成量 o从而抑制木材的有焰
燃烧 o控制火势蔓延 ∀其 ×曲线明显地分为干
燥阶段 !炭化阶段和煅烧阶段 ∀木材的炭化阶段
是木材热解产生可燃性气体的主要阶段 o也是木
材的有焰燃烧阶段 ∀因此炭化阶段对木材的火势
蔓延起着决定性的作用 ∀经具有不同取代基的酚
类阻燃剂处理杉木的 ×曲线上所获得的热分解
过程各阶段的失重 !峰温及木炭产量列于表 t ∀
由表 t可见 o经具有不同取代基的酚类阻燃
剂处理的杉木的产炭量都有所增加 o其产炭量由大到小的顺序是 }对氨基苯酚 三溴苯酚 苯酚 对
硝基苯酚 对照 ∀其中 o氨基苯酚产炭量最高 o溴代苯酚次之 o硝基苯酚产炭量低于苯酚 ∀可见 o氮元素
的阻燃作用与其在阻燃剂中的氧化态有极大的关系 ∀
ztt 第 v期 胡云楚等 }酚类阻燃剂处理杉木热解过程的热动力学研究
表 1 热解过程的失重和木炭产量
Ταβ . 1 Τηε ωειγητ λοσσ ανδ τηε χηαρ ψιελδ ιν τηε πψρολψσισ προχεσσ
阻燃剂 ƒ¯ ¤° 2¨µ¨·¤µ§¤±·
干燥阶段 ⁄µ¼¬±ª¶·¤ª¨ 炭化阶段 ≤¤µ¥²±¤·¬²± ¶·¤ª¨ 煅烧阶段 ≤¤¯¦¬±¬±ª¶·¤ª¨
失重
• ¬¨ª«·¯²¶¶Πh
峰温
°¨ ¤®·¨°³¨µ¤·∏µ¨Π
失重
• ¬¨ª«·¯²¶¶Πh
峰温
°¨ ¤®·¨°³¨µ¤·∏µ¨Π
木炭产量
≤«¤µ¼¬¨ §¯Πh
峰温
°¨ ¤®·¨°³¨µ¤·∏µ¨Π
对照 ≤²±·µ²¯ ts1ss u|v x{1zw xww vt1uw yuz
苯酚 °«¨ ±²¯ {1{| vtu xu1uu xuu v{1{| yuv
三溴苯酚·µ¬2
µ²°²³«¨ ±²¯ ts1ss u|t wz1w| w|t wu1w| y{s
对硝基苯酚 ³2¬·µ²³«¨ ±²¯ |1zu vs| xy1v| w{y vv1{| ytx
对氨基苯酚 ³2°¬±²³«¨ ±²¯ |1xu vtz wv1xv xut wy1{v yv|
阻燃处理后 o干燥阶段的失重减小 o而且失重减小的顺序与取代基的极性相关 ∀这表明阻燃处理后
随着木材表面极性降低 o吸湿性减小 o干燥阶段的失重减小 ∀与其形成对照的是 o无机阻燃剂处理后的
木材干燥阶段的失重增大k胡云楚等 ot||yl ∀
经具有不同取代基的酚类阻燃剂处理的杉木在炭化阶段的峰温均有所下降 o但峰温下降的程度与
产炭量的大小顺序不完全一致 ∀因此 o不同阻燃剂对木材热解过程的影响机理可能是各不相同的 ∀不
同阻燃剂作用下 o干燥阶段和煅烧阶段的峰温既有上升的 o也有下降的 ∀
212 取代基对热动力学参数的影响
木材热分解反应的速率为 Τ §ΑΠ§τ κkt p Αl±
式中 }热分解率 Α k ω² p ωlΠk ω² p ω] l ∃ ωr∃ ω]
根据 µµ«¨ ±¬∏¶公式 o反应速率常数 κ Α¨ ¬³k p ΕΠΡΤl
可得 §ΑΠ§τ Αkt p Αlν ¬¨³k p ΕΠΡΤl
由于热分析实验中以一定速率程序升温 Β §ΤΠ§τ 则 §τ §ΤΠΒ
所以 §ΑΠ§Τ kΑΠΒlkt p Αlν ¬¨³k p ΕΠΡΤl
整理并进行积分
ΘΑs §Αkt p Αlν ΘΤΤs ΑΒ ¬¨³kp ΕΠΡΤl§Τ
令 ΕΠΡΤ tΠξ 则 Τ k ΕΠΡlξ §Τ k ΕΠΡl§ξ
则
ΘΑs §Αkt p Αlν ΑΕΒΡΘξξs ¬¨³kp tξ l§ξ
⁄²¼¯¨kt|ytl提出 o当 ΕΠΡΤ∴us时
±¯Θξξs ¬¨³kp tξ l§ξ p u1vtx p s1wxy z ΕΠΡΤ
由此可得到线性化的木材热分解动力学方程
ν t时 ±¯≈ p ±¯kt p Αl ±¯kΑΕΠΒΡl p u1vtx p s1wxy z ΕΠΡΤ
ν Ξt时 ±¯≈kt p Αlν p tΠk ν p tl ±¯kΑΕΠΒΡl p u1vtx p s1wxy z ΕΠΡΤ
为了便于对处理结果的分析和比较 o可以将木材热分解过程作为一级反应k ν tl进行处理k胡云
楚等 ot||y ~阎昊鹏等 ot||zl ∀线性回归杉木热解过程 ×曲线各阶段中的温度 Τ和失重百分率 Α ∃ ωΠ
∃ ω] 可以求得最佳线性相关系数下的活化能 Ε和指前因子 Αo并由此可以根据 µµ«¨ ±¬∏¶公式计算出反
应的速率常数 κ∀结果见表 u ∀
{tt 林 业 科 学 v|卷
表 2 热解过程各阶段的热动力学参数
Ταβ . 2 Τηε τηερµ οδψναµιχσ παραµετερσ οφ διφφερεντ πηασε οφ τηε πψρολψσισ προχεσσ
阻燃剂
ƒ¯ ¤° 2¨µ¨·¤µ§¤±·
干燥阶段 ⁄µ¼¬±ª¶·¤ª¨ 炭化阶段 ≤¤µ¥²±¤·¬²± ¶·¤ª¨ 煅烧阶段 ≤¤¯¦¬±¬±ª¶·¤ª¨
ΕΠ®#°²¯ p t ΑΠ°¬±pt κvssΠ°¬±pt ΕΠ®#°²¯ p t ΑΠ°¬±pt κxssr°¬±pt ΕΠ®#°²¯ p t ΑΠ°¬±pt κzssΠ°¬±p t
对 照
≤²±·µ²¯ ttt1u |1ty ≅ ts
x y1vz ≅ tsp tv uz|1u x1vw ≅ ts{ v1yu ≅ tsp ut t{y1| z1su ≅ tsv z1|t ≅ tsp tt
苯 酚
°«¨ ±²¯ ut{1u u1yv ≅ ts
tv y1vy ≅ tsp uv tu{1v y1t{ ≅ tsu u1wu ≅ tsp tt tyv1t t1vu ≅ tsv {1{y ≅ tsp ts
三溴苯酚
·µ¬2
µ²°²³«¨ ±²¯ twv1x w1tt ≅ ts
{ t1xx ≅ tsp tx t{x1s w1zv ≅ tsx u1uu ≅ tsp tw tux1| v1u| ≅ tst t1vv ≅ tsp {
对硝基苯酚
³2¬·µ²³«¨ ±²¯ {x1x w1vt ≅ ts
v w1y{ ≅ tsp tt ty{1z z1vx ≅ tsw t1zv ≅ tsp tv tz{1y z1zv ≅ tsv v1yx ≅ tsp ts
对氨基苯酚
³2°¬±²³«¨ ±²¯ tv{1{ t1zv ≅ ts
z v1{w ≅ tsp ty uux1t z1|| ≅ tsy u1wt ≅ tsp tz uvx1x u1xu ≅ tsx y1yy ≅ tsp tv
由表 u可知 o经具有不同取代基的酚类阻燃剂处理的杉木在炭化阶段的活化能都有不同程度的下
降 o反应速率常数增大 ∀这种变化与产炭量的大小顺序不完全一致 o但还是可以看出产炭量增加得越多
时 o炭化阶段的活化能减小越少 o反应速率常数增加越多 ∀这表明 o阻燃处理能催化木材热解形成木炭
和水 o但其作用机理和作用方式可能因阻燃剂不同而不同 ∀
不同阻燃剂作用下 o干燥阶段和煅烧阶段的活化能和反应速率常数既有增大的 o也有减小的 ∀
213 氮和溴的协同增效作用
三溴苯酚 !对硝基苯酚和 u oy p二溴 p w p硝基苯酚 !对氨基苯酚 !u oy p二溴 p w p氨基苯酚处理后
杉木的产炭量和炭化阶段的活化能以及反应速率常数见表 v ∀
表 3 阻燃处理杉木的产炭量和炭化阶段的热动力学参数
Ταβ . 3 Τηε ψιελδ ανδ τηε τηερµ οδψναµιχσ παραµετερσιν τηε χηαρρινγ πηασε οφ τηε ωοοδ τρεατεδ ωιτη φλαµε2ρεταρδαντσ
阻燃剂 ƒ¯ ¤°¨ 2µ¨·¤µ§¤±· 产炭量 ≤«¤µ¼¬¨ §¯Πh 峰温 °¨ ¤®·¨°³¨µ¤·∏µ¨Π ΕΠ®#°²¯ p t ΑΠ°¬±pt κxssΠ°¬±pt
对照 ≤²±·µ²¯ vt1uw xww uz|1u x1vw ≅ ts{ v1yu ≅ tsp ut
三溴苯酚·µ¬2
µ²°²³«¨ ±²¯ wu1w| w|t t{x1s w1zv ≅ tsx u1uu ≅ tsp tw
对硝基苯酚 ³2¬·µ²³«¨ ±²¯ vv1{| w{y ty{1z z1vw ≅ tsw t1zv ≅ tsp tv
二溴硝基苯酚 §¬2
µ²°²±¬·µ²³«¨ ±²¯ wx1uv xuw uxy1u t1tt ≅ ts{ t1|v ≅ tsp t|
对氨基苯酚 ³2¬·µ²³«¨ ±²¯ wy1{v xut uux1{ z1|| ≅ tsy u1wt ≅ tsp tz
二溴氨基苯酚 §¬2
µ²°²¤°¬±²³«¨ ±²¯ xs1w{ wyv uyw1w t1us ≅ ts{ v1{y ≅ tsp ut
由表 v可见 o同时具有氮元素的二溴硝基苯酚的阻燃处理杉木产炭量kwx1uv h l大于只有单取代基
的三溴苯酚kwu1w| h l或对硝基苯酚kvv1{| h l处理杉木产炭量 o更大于它们的产炭量的平均值
kv{1t| h l o二溴氨基苯酚kxs1w{ h l也大于三溴苯酚kwu1w| h l和对氨基苯酚kwy1{v h l及其平均值
kww1yy h l ∀因此 o氮和溴在木材阻燃中也有协同增效作用k罗杰#罗维尔 ot|{{ ~罗文圣 ot||ul ∀
由表 v还可看出 o炭化阶段峰温下降 !活化能减小和速率常数增加的程度与产炭量的增加的程度基
本上是负相关的 ∀这表明 o随着阻燃作用的增强 o炭化阶段木材的热解反应剧烈程度趋于减小 ∀
214 酚类阻燃剂的耐浸泡性能
磷酸氢二铵和二溴硝基苯酚及二溴氨基苯酚处理杉木浸泡实验前后炭化阶段的峰温 !产炭量和产
炭量损失率对比见表 w ∀
由表 w可见 o经浸泡实验后 o磷酸氢二铵处理杉木炭化阶段的峰温由 w{z上升到 xvxo产炭量由
xw1{v h减少到 ws1tz h o产炭量损失率达 uy1zw h ∀相同条件下二溴硝基苯酚处理杉木炭化阶段的峰温
几乎不变 o产炭量仅由 wx1uv h下降到 wu1{y h o产炭量损失率只有 x1uw h ∀是磷酸氢二铵处理杉木产
炭量损失率的 tΠx ∀二溴氨基苯酚处理杉木浸泡实验产炭量损失率磷酸氢二铵处理杉木产炭量损失率
|tt 第 v期 胡云楚等 }酚类阻燃剂处理杉木热解过程的热动力学研究
的 tΠw ∀因此 o酚类阻燃剂不仅对木材具有较强的阻燃作用 o而且具有很强的抗浸泡能力 ∀
表 4 浸泡实验对产炭量的影响
Ταβ . 4 Τηε εφφεχτ οφ τηε ελυτιον εξπεριµεντ ον τηε χηαρ ψιελδ
阻 燃 剂
ƒ¯ ¤° 2¨µ¨·¤µ§¤±·
浸泡前
¨ ©²µ¨ ·«¨ ¨¯∏·¬²± ¬¨³¨µ¬° ±¨·
浸泡后
©·¨µ·«¨ ¨¯∏·¬²± ¬¨³¨µ¬°¨ ±·
峰温
°¨ ¤®·¨°³¨µ¤·∏µ¨Π
产炭量
≤«¤µ¼¬¨ §¯Πh
峰温
°¨ ¤®·¨°³¨µ¤·∏µ¨Π
产炭量
≤«¤µ¼¬¨ §¯Πh
产炭量损失率
²¶¶µ¤·¨ ²©·«¨ ¦«¤µ¼¬¨ §¯Πh
磷酸氢二铵
§¬2°°²±¬∏° «¼§µ²ª¨ ± ³«²¶³«¤·¨ w{z xw1{v xvx ws1tz uy1zw
二溴硝基苯酚
§¬2
µ²°²±¬·µ²³«¨ ±²¯ xuw wx1uv xuv wu1{y x1uw
二溴氨基苯酚
§¬2
µ²°²¤°¬±²³«¨ ±²¯ wyv xs1w{ wyx wz1sy y1zz
v 结 论
从木炭产量来看 o酚类阻燃剂因取代基不同而有不同的阻燃能力 ∀阻燃能力的大小顺序为 }氨基
溴 硝基 ∀氮元素的阻燃作用与其在阻燃剂中氧化态的关系极大 ∀氮和溴在木材阻燃中也有协同增
效作用 ∀
从干燥阶段的失重来看 o阻燃处理对木材的吸湿性有一定影响 ∀酚类阻燃剂取代基的极性越小 o处
理后木材表面的亲水性越小 o木材吸湿越少 o干燥阶段失重越小 ∀
浸泡实验表明酚类阻燃剂具有很强的抗浸泡能力 ∀
阻燃处理后 o产炭量的增大几乎总是对应于木材炭化阶段热解反应的峰温降低 o反应速率常数的增
大 ∀但产炭量的增加程度与这些热动力学参数的改变程度基本上是负相关的 ∀这可能与阻燃剂能催化
木材热解为木炭和水有关 o随着阻燃剂的阻燃作用的增强 o炭化阶段的热解反应总的速率趋于减小 ∀
木材阻燃各阶段的峰温 !活化能 !指前因子 !反应速率常数等热动力学参数与木材阻燃机理及其与
木材的结合状态和木材材性的关系有待进一步深入研究 ∀
参 考 文 献
胡云楚 qu oy2二溴2w2硝基苯酚阻燃性能的热动力学研究 q林产工业 oussu ou|ktl }vs p vu
胡云楚 o陈茜文 o周培疆等 q木材热分解动力学的研究 q林产化学与工业 ot||x otxkwl }wx p w|
胡云楚 o周培疆 o屈松生 q木材阻燃的热动力学研究 q木材工业 ot||y otsktl }tw p tz
李光沛 o程 强 o刘 毅 q我国阻燃人造板研究与开发的几个问题 q林产工业 ousst ou{kul }tz p us
≈美 罗杰#罗维尔主编 q实木化学 q刘正添等译 q北京 }中国林业出版社 ot|{{ }wuw p wuz
罗文圣 q木质材料用无机阻燃剂的性质及其阻燃机理 q建筑人造板 ot||u okul }u| p vv
骆介禹 q木材阻燃的概况 q林产工业 ousss ouzkul }z p |
阎昊鹏 o陆熙娴 o秦特夫 q热重法研究木材热解反应动力学 q木材工业 ot||z ottkul }tw ∗ t{
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