阻燃型木纤维—聚丙烯复合材料制备及性能研究

被引量 : 26次 | 上传用户:peteryang
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
木塑复合材料是当前生物质材料研究领域中重要的研究方向之一。但是,由于木塑复合材料属于易燃材料,直接用于室内存在一定的安全隐患。本文开展的阻燃型木纤维-聚丙烯复合材料的研究,将提供一种具有阻燃功能的新型木塑复合材料,为扩展木塑复合材料的室内应用提供技术基础。在本研究中,木纤维-聚丙烯复合材料的制备采用人造板平压工艺。通过对复合材料物理力学性能、燃烧性能等主要影响因子的研究,利用热重-差热联用分析仪、锥形量热仪以及红外光谱分析仪在对原料及复合材料的热解、燃烧特性进行分析基础上,筛选出适当的阻燃剂体系。在进行工艺因子与阻燃型木塑复合材料性能的相关性分析评价后,制备出高性能的阻燃型木塑复合材料。本论文的主要研究结果如下:1.聚丙烯(PP)加量、补强剂种类、产品密度和纤维形态四个变量因子对复合材料的物理力学性能有不同程度的影响。增加PP用量复合材料的各项物理力学性能都有显著提高;补强剂对复合材料物理力学性能提高也较明显,以2%PAPI的效果更好;提高产品密度对抗弯性能提高最显著;纤维形态对产品性能的影响规律不明显。制备高性能的木纤维-聚丙烯复合材料最佳因子水平为:PP加量为40%,补强剂为2%PAPI,产品密度为1.05g/cm~3,纤维形态为中粗纤维,制备的复合材料性能大幅度超过GB/T11718-1999室外用纤维板要求。2.塑料原料的燃烧热是决定木塑复合材料燃烧性能的关键因子。PP燃烧热值高,其加量对复合材料的滞燃性能有非常显著的负面影响。复合材料中PP含量增加,复合材料氧指数大幅度降低,热释放速率和燃烧热值迅速升高。加入补强剂加速了复合材料的燃烧过程;其他因素如产品密度和纤维形态对复合材料的燃烧特性影响规律不明显。木塑复合材料的热解过程中,木纤维和聚丙烯有相互促进热解、燃烧的现象。3.通过改变木纤维热解方式,SA阻燃剂促进木纤维提前分解成炭,减缓燃烧过程达到阻燃目的。通过热解活化能计算、红外光谱分析等机理分析证实,阻燃剂SA对木材的脱水过程中促使木材纤维表面活化,促使木塑界面和纤维间更好的相互融合,进而提高了木塑复合材料的物理力学性能,这一结论与传统的阻燃型人造板制造中阻燃剂对板材性能起负面作用的结论相反。塑料阻燃剂以质量比3∶1的十溴二苯乙烷和三氧化二锑组成的DBT配方,质量比2.7∶1的十溴二苯乙烷和硼酸锌组成的DBZ配方以及100%高聚磷酸铵的APM配方阻燃效果较好。由于阻燃剂阻燃机理的不同,单独使用木纤维阻燃剂或塑料阻燃剂配方都难以达到对木塑复合材料既定的阻燃目标。4.制备阻燃型木纤维-聚丙烯复合材料的结果表明:木纤维阻燃剂SA加量、补强剂种类、补强剂加量、塑料阻燃剂种类、塑料阻燃剂加量和木塑比例6个变量因子中,木材阻燃剂SA加量、塑料阻燃剂加量和木塑比例对木塑复合材料的阻燃性能(氧指数)有显著影响,其他因子影响不显著。木材阻燃剂SA加入不仅显著提高了板材的氧指数,还使板材的一些物理力学性能有了显著提高;塑料阻燃剂APM和木材阻燃剂SA共同作用使木塑复合材料的阻燃效果显著增加;PP塑料在复合材料中含量的提高可以显著增强复合材料的物理力学性能,但导致材料氧指数有较大幅度的降低;补强剂加量增加可有效提高复合材料物理力学性能,而补强剂种类和塑料阻燃剂种类对物理力学性能的影响较小。木纤维阻燃剂SA影响了补强剂的固化效果,其交互作用对物理力学性能有一定的影响。与普通木塑复合材料相比,阻燃型木塑复合材料氧指数显著提高,在整个燃烧过程的热释放速率,平均质量损失速率和有效燃烧热值等燃烧特性值都有显著降低。在最优工艺条件下,本研究制备的阻燃型木塑复合材料性能达到以下指标:氧指数为39.6%,达到国家公共安全行业标准GA87-94中防火板F1级中氧指数≥35%的要求;物理力学性能:24h吸水厚度膨胀率为10.18%,内结合强度为0.966MPa,静曲强度为35.45MPa,弹性模量为4031MPa,沸腾试验内结合强度为0.272MPa,超过GB/T11718-1999中室内潮湿环境用(防潮型)中密度纤维板要求,甚至达到室外用板的性能指标。研究达到预期目标。
其他文献
PPP模式是以信任、公平、共赢作为主要原则建立的一种合作伙伴关系,目前在我国通常应用在政府与社会资本的合作中。基于此,本文将分析PPP模式的特点。并研究PPP模式下施工合
2008年6月26日.广州市天河区人民法院对“齐二药”假药系列案件做出一审宣判.判定齐齐哈尔第二制药有限公司(以下简称齐二药公司)承担最终赔偿责任,中山大学附属第三医院(以
为了将最严格水资源管理制度落到实处,实现管理制度的可量化和可操作化,在综合考虑用水需求、用水供给和用水特性的基础上,运用系统动力学方法构建了包括人口、经济、用水、资源
近年来,随着国内经济下行,金融市场也伴随着风险增大,违约行为增多,融资担保行业为客户在银行的融资行为进行增信,在经济下行期如何将担保代偿风险控制在合理的水平不仅体现
为了能够适应社会的发展趋势,我国政府已经逐渐开始重视有关英语教学的方式方法,便于能够使更多的中国人掌握一定的英语技能。但是,当前初中英语教学过程中仍然存在着诸多问
<正>我喜欢画画。小时候,爷爷常常用粉笔画画。有时画在地砖上,有时画在水泥墙上。爷爷画的马非常逼真,看着看着就像跑起来一样。这样常常看爷爷画画,渐渐地,我喜欢上了画画
期刊
从民间剪纸艺术的形态特征作为切入点,引出剪纸艺术形态与当代平面设计的紧密联系,从语言的丰富、灵感的激发、内涵的提升3个方面论述了其对当代平面设计的深远影响。由此得
目的:提高妇洁搽剂质量标准。方法:采用薄层色谱法对妇洁搽剂中烈香杜鹃精油、猪毛蒿精油、苦参进行鉴别。结果:薄层色谱斑点清晰,阴性对照无干扰。结论:建立的方法专属性强,
在机械加工中,夹具是用来定位、夹紧工件和支承工件的工艺装备。如果夹具元件与工件接触位置(即夹具元件的布局)和夹紧力大小不合理,会产生较大工件变形,降低加工精度。当前
乌江上2300多年的航运史、思南县600多年的盐运史已无迹可寻。只剩下惟二个周和顺盐号,还在思南县城的安化老街孤独地守望。周家盐号建于清朝光绪年间,精致的木雕、古朴的石
期刊