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题名CaCO_(3)矿化装饰薄木的制备及其阻燃性能
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作者
何叶
卢钰鑫
刘琼瑶
屈熙
方露
唐启恒
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机构
南京林业大学家居与工业设计学院
中国林业科学研究院木材工业研究所
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出处
《林业工程学报》
CSCD
北大核心
2024年第2期47-54,共8页
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基金
浙江省博士后科研项目择优资助(ZJ2022139)。
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文摘
装饰薄木的易燃性限制了其在家具饰面、室内装饰等领域的应用。为了提升装饰薄木的阻燃性能,采用仿生呼吸法将氯化钙(CaCl_(2))溶液与碳酸氢钠(NaHCO_(3))溶液分段浸渍于薄木中以制备矿化装饰薄木。通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和环境扫描电镜(ESEM)对矿化产物进行了分析,并且采用宏观燃烧试验、热重分析法(TG)与锥形量热仪(CONE),对改性处理后薄木的阻燃性能进行评价。结果表明:矿化处理后薄木表面与内部均原位生成了方解石型CaCO_(3),且CaCO_(3)的生成量随着浸渍溶液浓度增大而增加。附着于薄木表面的CaCO3具有防火屏障功能,当浸渍溶液浓度由0.2 mol/L增加到1.0 mol/L及以上时,矿化薄木的着火时间得到明显延长。CaCO_(3)能催化纤维素热解,有利于产生稳定焦炭,TG结果显示,当浸渍溶液浓度为1.8 mol/L时,矿化薄木残炭率为28.05%,与未处理薄木相比提升了81.55%,阻燃效果最佳。CONE测试结果显示:与未处理薄木相比矿化薄木的热释放速率、有效燃烧热大幅降低,阻燃性能显著提升;但是矿化薄木的横向抗拉强度随浸渍溶液浓度增大而减小,对后续使用存在影响。综合考虑认为采用1.0 mol/L浓度的浸渍溶液对薄木进行矿化处理,可以使其获得良好的阻燃性能,同时保持一定的横向抗拉强度。
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关键词
装饰薄木
阻燃改性
原位生成法
矿化木材
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Keywords
decorative veneer
flame retardant modification
in situ generation method
mineralized wood
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分类号
TS653.2
[轻工技术与工程]
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题名分子筛矿化木的制备及其阻燃性能
被引量：2
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作者
杨文丽
张少迪
王明枝
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机构
北京林业大学材料科学与技术学院
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出处
《林业工程学报》
CSCD
北大核心
2022年第5期50-58,共9页
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基金
中央高校基本科研业务费专项资金(2018ZY04)。
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文摘
木材固有的易燃性限制了其在建筑、装饰等方面的应用,利用无机物对木材进行矿化处理是一种生态友好的阻燃处理方法。在常温下调配LTA分子筛前驱体,通过真空加压浸渍法处理东北青杨(Populus cathayana),干燥后制得分子筛矿化木。利用扫描电镜、X射线衍射、傅里叶变换红外光谱等手段表征了矿化木的形貌和化学结构,并利用极限氧指数仪、热重分析仪和锥形量热仪考察了矿化木的热稳定性和阻燃抑烟性能。结果表明:LTA分子筛呈三维花状沉积在木材细胞腔中;矿化木的极限氧指数(LOI)从未处理材的26.1%提高到52.9%,阻燃性能得到极大提升;矿化木的热解速率较未处理材明显降低,残炭量大幅增加至33.46%,热稳定性提高;矿化木具有优异的阻燃性能,且抑烟效果较好,矿化木的第1热释放峰值(HRR_(pk1))和第2热释放峰值(HRR_(pk2))较未处理材分别降低了52.31%和59.87%,总热释放量(THR)降低了32.20%;平均有效燃烧热(av-EHC)降低,质量损失(MLR)减缓,可燃性挥发物的释放量减少;总烟释放量(TSP)和一氧化碳产量(COP)比未处理材分别降低了45.35%和53.85%。矿化木的阻燃机理是木材内的分子筛可起到阻隔作用,减少热量和氧气进入木材,延长矿化木的点燃时间;同时分子筛含有Lewis酸性可催化木材中的纤维素在较低温度下脱水碳化,减少可燃性气体的释放,促进生成更多、更稳定的炭层;连续稳定的炭层能减少热量和氧气传递,从而降低燃烧过程中的质量损失,减少热量和烟气释放。
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关键词
分子筛
矿化木
阻燃
抑烟
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Keywords
molecular sieve
mineralized wood
flame retardant
smoke suppression
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分类号
S781
[农业科学—木材科学与技术]
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