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Fe2O3/聚磷酸铵对聚氨酯木粉复合发泡材料的阻燃抑烟性能

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【作者】 丛佳玉张世锋张求慧

【Author】 CONG Jiayu;ZHANG Shifeng;ZHANG Qiuhui;College of Material Science and Technology,Ministry of Education Key Laboratory of Wood Material Science and Application,Beijing Forestry University;

【机构】 北京林业大学材料科学与技术学院木质材料科学与应用教育部重点实验室

【摘要】 为研究氧化铁(Fe2O3)与聚磷酸铵(APP)对聚氨酯木粉复合发泡材料(FWPC)的阻燃效果和抑烟性能,制备了添加不同质量分数Fe2O3和APP的FWPC试样。采用锥形量热仪测试样品的燃烧性能、热重分析仪测试样品的热稳定性;采用傅里叶红外光谱对燃烧后的残炭官能团进行分析,研究添加不同比例的Fe2O3和APP对聚氨酯木粉复合发泡材料的阻燃和抑烟性能的影响。结果表明:1)与空白对照样相比,添加质量分数为2%的Fe2O3和18%的APP的试样点燃时间(TTI)延迟了66.7%,热释放速率(HRR)和热释放速率峰值(PHRR)分别下降了33.9%和39.8%,有效燃烧热(EHC)也下降了12.6%,说明添加一定比例的Fe2O3和APP对FWPC的阻燃作用明显;2)添加3%Fe2O3和17%APP时,试样的总烟释放量(TSR)、总烟产量(TSP)和比消光面积(SEA)分别比空白对照样下降38.2%,37.4%和27.1%,说明Fe2O3和APP对FWPC具有明确的阻燃及抑烟作用;3)Fe2O3和APP同时加入FWPC时,分解温度比空白对照样有所上升,特别是添加2%Fe2O3和18%APP试样的质量残余率高达65.0%,说明加入适宜比例的Fe2O3和APP可以提高凝聚相阻燃效果,从而提高FWPC的热稳定性;4)傅里叶红外光谱显示,在1 050和1 429 cm-1处,添加Fe2O3和APP的试样的吸收峰强度明显弱于空白对照样,这两处强吸收峰分别归属于C—O伸缩振动和CH2剪式振动或者弯曲振动,表明燃烧产物中存在脂肪族醇类物质,不加阻燃剂的聚氨酯发泡木塑复合材料燃烧完全,而加入Fe2O3和APP会影响残炭中官能团的组成结构。总体上看,在FWPC中添加适宜比例的Fe2O3和APP后,试样的HRR和TSR均有明显下降,说明2种添加剂对FWPC具有很好的阻燃及抑烟效果。

【基金】 国家自然科学基金(31670564)
【所属期刊栏目】 生物质能源与材料 (2018年03期)
  • 【DOI】10.13360/j.issn.2096-1359.2018.03.016
  • 【分类号】TB332
  • 【下载频次】56
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