氢氧化镁和氢氧化铝对组合木的阻燃抑烟作用

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随着工业的发展,人们对大尺寸木材的需求越来越多,但由于长期的采伐,天然林资源已经日益匮乏,组合木的出现为人们提供了一种新的选择。组合木具有层状复合材料结构,利用这一特征可以对组合木进行阻燃改性,使之具有整体阻燃性能。氢氧化镁(MH)是一种绿色环保的无机阻燃剂,具有清洁、抑烟和价格低廉等优点。通过将MH添加到胶粘剂中,构建木材单板-阻燃剂层状重复结构,MH能够吸收相邻单板产生的热量,其分解产物MgO在板间组成隔氧隔热层,可以充分发挥MH的阻燃优势,克服传统木材阻燃剂易流失、浸渍工艺复杂、阻燃深度有限等缺点。但MH的阻燃作用主要通过物理方式产生,其较大的添加量常常恶化阻燃制品的力学性能。因此,MH的添加量对力学性能和阻燃性能存在何种的影响是这种结构能否应用于实际生产的决定因素。本文采用木材领域常用的两种胶粘剂:酚醛树脂胶粘剂和脲醛树脂胶粘剂作为粘结用胶,研究了MH对组合木力学性能和阻燃性能的影响。以酚醛树脂做胶粘剂,通过超声波辅助湿法改性了MH,通过拉伸试验、极限氧指数(LOI)实验、扫描电镜、热重分析及傅里叶红外光谱等表征手段研究了MH添加量与待测性能之间的关系,并给出了机理解释。结果表明在MH添加量为胶粘剂固含量1.2倍时,试样具有最佳的胶合强度和较高的极限氧指数,通过复配氢氧化铝(ATH)可以使LOI值进一步提高。以脲醛树脂做胶粘剂,通过超声波辅助湿法改性了ATH、MH,并通过拉伸试验、极限氧指数实验分析了ATH、MH添加量与待测性能之间的关系。结果表明ATH可以使试样具有一定的胶合强度同时具有一定的阻燃性能,而MH不适宜添加到脲醛树脂胶粘剂中。此外还测试了MH、ATH对成炭率和烟生成量的影响,结果表明MH、ATH没有促进成碳但具有一定的消烟作用。本论文在组合木阻燃处理领域有一定的工程应用价值,同时为木材工业阻燃处理木材时,阻燃剂的种类选择和添加方式提供了新的参考。
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