摘要
木材作为一种可再生和易加工的材料，广泛应用于建筑、家具等领域。但木材是易燃材料，一旦发生燃烧会造成严重的火灾事故，因此对木材进行阻燃处理具有重要的现实意义。然而传统有机阻燃剂的使用会带来环境问题并破坏木材本身的美观性。本课题以开发绿色环保高效的阻燃剂为目标，通过灵活调整阻燃方式，分别制备了表面涂覆、浸渍和热压处理的阻燃木材并对其成炭行为进行了研究。主要研究内容如下: (1)通过无机纳米二氧化硅和氢氧化钠制备聚硅酸钠(SPS)，并与硼酸进行复合，制备了绿色、透明、高效的木材用阻燃涂料。在表面涂覆增重10wt.％，极限氧指数(LOI)相较与原木从23.1％升至40.3％，UL-94达V-0级别，总烟雾释放(TSP)下降了36.0％。这得益于SPS具有较好的成炭和催化成炭能力。 (2)通过氯化钙和磷酸二氢铵作为合成碳酸基磷灰石前驱体，采用氨熏的方式在木材内部原位生长碳酸基磷灰石(CAp)。处理之后的木材具有很好的耐火性，极限氧指数(LOI)相较于原木从23.1％升至60.4％，相比于纯木样品最大热释放峰值(pk-HRR)下降68％。这得益于碳酸基磷灰石可以形成耐热性良好的保护屏障。 (3)通过亚氯酸钠对木材进行去木质素处理，在导管中形成纳米多孔支架，采用浸渍方式将植酸(PA)浸渍到纳米多孔结构中。木材平均增重16wt.％，极限氧指数(LOI)相较于原木从23.1％升至37.2％。总热释放(THR)从原来的49.6MJ/m2降低到14.2MJ/m2，下降了71.4％。这得益于PA植酸对于木质素和纤维素的催化成炭能力。对阻燃后木材进行热压处理木材的拉伸强度和三点弯曲强度分别比原木提高6倍和8倍。
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