磷酸锆/聚磷酸铵处理木材的协同阻燃性能

编号 zgly0001707667

文献类型 期刊论文

文献题名 磷酸锆/聚磷酸铵处理木材的协同阻燃性能

作者 徐富成  张海洋  李延军  邬建国 

作者单位 南京林业大学材料科学与工程学院  淮阴师范学院生命科学学院 

母体文献 林业工程学报 

年卷期 2020年04期

年份 2020 

分类号 TQ351 

关键词 木材  协同阻燃  磷酸锆  层层自组装  阻隔膨胀型层膜 

文摘内容 为获得阻燃性能好、自熄灭快的阻燃木材,采用工艺简单、成本较低的层层自组装技术制备阻燃木材。以带正电荷的聚乙烯亚胺（PEI）为聚阳离子电解质、带负电荷的聚磷酸铵（APP）为聚阴离子电解质,利用静电力在木材表面构建层层自组装薄膜。又引入少量的具有层状结构的纳米颗粒磷酸锆（α-ZrP）作为阻燃膨胀体系的物理阻隔层,制备出阻隔层在内、膨胀层在外的PEI/α-ZrP内+PEI/APP外阻燃木材。通过扫描电镜、衰减全反射傅里叶变化红外光谱、氧指数及热重分析等测试,结果表明:阻隔层在内、膨胀层在外的（PEI/α-ZrP内+PEI/APP外）5+5阻燃木材自组装成膜性好,外层APP可以紧密地包覆内层α-ZrP,使得阻隔层与膨胀层良好地共存于木材表面,以达到物理阻隔与化学膨胀协同发挥阻燃的目的。此外,其氧指数测试结果达到42.5%。木材燃烧残貌完整,膨胀层结构稳定,连接紧密。这表明磷酸锆发挥了固体酸催化成炭作用,提高了木材在高温环境下的热稳定性。由热重分析可知,（PEI/α-ZrP内+PEI/APP外）5+5阻燃木材在相同热失重速率下对应温度明显降低,表明α-ZrP作为内阻隔层成功降低了木材热分解产生的热量。同时,PEI/α-ZrP内+PEI/APP外5+5阻燃木材700℃质量残留率明显增加,为37.23%。这进一步表明α-ZrP具有良好的催化成炭和抑制木材热分解的作用,证明其在木材阻燃应用中优异的协同能力。