木质素/木粉/高密度聚乙烯复合材料阻燃性能的研究
发布时间：2021-02-19 07:31
木塑复合材料是一种绿色环保的复合材料,应用范围也越来越广泛,但是阻燃性能较差,限制了其进一步发展。木质素是一种生物质材料,主要来源于造纸工业,它绿色环保、可再生、含碳量高,但目前的有效利用率极低。本文以木质素作为碳源,与其他阻燃剂复配应用于木粉（WF）/高密度聚乙烯（HDPE）复合材料的阻燃,在改善WF/HDPE复合材料阻燃性能的同时为木质素的高附加值利用开辟新的途径。论文主要研究内容包括,探究了木质素对WF/HDPE复合材料阻燃性能的作用,对比木质素、聚磷酸铵（APP）和FRW（一种木材阻燃剂,主要成分为磷酸脒基脲和硼酸）的阻燃效果,探究了木质素与APP和FRW协同阻燃效果;通过将木质素和APP复配使用,探究两者总添加量对WF/HDPE复合材料阻燃性能的影响;通过将阻燃性能较好的配方用在复合材料表层,未加阻燃剂的WF/HDPE复合材料作为芯层,制备出阻燃性能和力学性能兼顾的夹层结构复合材料。取得的主要研究结果如下:（1）以木质素作为填料,采用熔融共混的方法制备木质素/WF/HDPE复合材料。并对其阻燃性能、力学性能、极限氧指数进行测试。结果表明,当木质素添加量为10%-20%时,对复...
【文章来源】：东北林业大学黑龙江省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１木质素／ＷＦ／ＨＤＰＥ复合材料的热释放速率??２）木质素／ＷＦ／ＨＤＰＥ复合材料的烟产生速率??从
?２木质素／ＷＦ／ＨＤＰＥ?ＨｌＶ材料的制备和怍能研究???Ｌｉｇ－Ｏ％??ｎ三１??－１００－??０?１００?２００?３００?４００?５００?６００??ｔ／ｓ??图２－１木质素／ＷＦ／ＨＤＰＥ复合材料的热释放速率??２）木质素／ＷＦ／ＨＤＰＥ复合材料的烟产生速率??从图２－２可以看出，复合材料的烟产生速率大致也分为两个主要的烟释放速率峰，??且峰出现时间段和图２－１热释放速率峰基本吻合。这说明第一个烟释放速率峰的出现是??因为表层材料逐渐燃烧加剧，生成大量Ｃ０２和ＣＯ造成的，此外还有部分木粉和木质素??热解生成的水和一些不可燃气体。而第二个烟释放速率峰的出现则是因为表层炭Ｍ逐渐??破裂，导致芯层材料热解产生的大量可燃气体释放并燃烧，以及…些不可燃气体的释放??形成烟雾。??整体来看，加入木质素后复合材料较没有加入木质素的复合材料出现了两个明显的??烟释放速率峰，且峰值随着木质素添加量增大而增大，而没有加入木质素的复合材料在??整个燃烧阶段没有明显烟释放速率峰出现。这说明，首先，木质素确实具有较好的成炭??作用，形成的炭层能在一定程度上对芯层形成保护，抑制芯层热解形成的可燃气体向外??释放，减小燃烧强度；其次，木质素有一定的发烟性，会造成复合材料在燃烧过程中发??烟量大的问题，这是因为木质素的多苯环结构造成的，苯环热解产生共轭双键，而丼轭??双键极易转化成大量气体和小分子炭粒，造成烟释放量大的问题。此外，木质尜本旮支??链较多，这些支链在高温下也很容易断裂形成大量气体，导致烟释放Ｍ过人的问题。??综合来看，木质素确实有较好的成炭作用，形成的炭Ｗ能对材料内部起到保护作??用，抑制热解气体释放，但是由于本身结构
图２－２木质素／ＷＦ／ＨＤＰＥ复合材料的烟产生速率??３?）木质素／ＷＦ／ＨＤＰＥ复合材料的ＣＯ和Ｃ０２生成率??在火灾中，很大一部分人失去生命是因为吸入了部分有毒气体导致的，而一氧化碳??
【参考文献】：
期刊论文
[1]微胶囊红磷阻燃木塑复合材料的性能研究[J]. 魏占锋,郭玉花,原泽坤,谢亚佐,兰武锦,冯琳,马舒慧. 包装工程. 2020(03)
[2]环境友好型聚烯烃产品的开发和应用进展[J]. 李春金,郭丕胜,王晶. 化工设计通讯. 2019(02)
[3]城市火灾风险认知述评及其逻辑局限和对策[J]. 张文辉,沈荣芳. 系统工程理论与实践. 2019(02)
[4]木塑复合材料功能化改性研究进展[J]. 杨守禄,罗莎,章磊,姬宁,李丹,吴义强. 材料导报. 2018(17)
[5]硼酸硼砂混合物对WF-HDPE热解与燃烧的影响[J]. 巫国富,许民. 消防科学与技术. 2018(06)
[6]木质素高值化利用最新研究进展[J]. 郭云朴,郭大亮,邹成,薛国新,袁成强. 中华纸业. 2018(10)
[7]有机蒙脱土协同含磷木质素基成炭剂阻燃聚乳酸[J]. 宋艳,王楠,李锦春,单雪影,邹国享,赵彩霞. 复合材料学报. 2019(01)
[8]ABS/木质素/焦磷酸三聚氰胺的阻燃性能研究[J]. 田学锋,龚方红. 广东化工. 2018(08)
[9]壳聚糖基阻燃剂制备及其在防火涂层中应用[J]. 王娜,王树伟,滕海伟,王升,方庆红. 精细化工. 2018(11)
[10]硫酸盐法木浆黑液中木质素燃烧特性研究[J]. 李媛媛,王传贵,张双燕. 林业工程学报. 2018(02)
博士论文
[1]阻燃型木纤维—聚丙烯复合材料制备及性能研究[D]. 高黎.中国林业科学研究院 2007
硕士论文
[1]纤维素基阻燃材料的制备与性能研究[D]. 骆晓蕾.浙江理工大学 2018
[2]家具用木塑复合材料的制备与性能研究[D]. 李正印.东北林业大学 2017
[3]生物环保型添加剂对PVC木塑复合材料的性能影响研究[D]. 常萧楠.南京农业大学 2016
[4]润滑剂对PP基木塑复合材料流变性能的影响[D]. 王霞.东北林业大学 2016
[5]EG协同APP/CFA/SiO2膨胀阻燃剂阻燃HDPE及其木塑复合材料的研究[D]. 黄庆敏.东北林业大学 2014
[6]耐老化和抗菌型木塑复合材料的开发[D]. 王晶晶.东北林业大学 2014
[7]木塑复合材料应用于家具的性能研究[D]. 陈曦曦.浙江大学 2013
[8]聚乙烯木塑复合材料的偶联剂表面涂覆处理及其胶接性能[D]. 王辉.东北林业大学 2013
[9]PVC基木塑复合材料的制备及其性能的研究[D]. 沈凡成.中北大学 2011
[10]木塑复合材料制备及性能研究[D]. 李自强.山东大学 2009
本文编号：3040798
【文章来源】：东北林业大学黑龙江省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１木质素／ＷＦ／ＨＤＰＥ复合材料的热释放速率??２）木质素／ＷＦ／ＨＤＰＥ复合材料的烟产生速率??从
?２木质素／ＷＦ／ＨＤＰＥ?ＨｌＶ材料的制备和怍能研究???Ｌｉｇ－Ｏ％??ｎ三１??－１００－??０?１００?２００?３００?４００?５００?６００??ｔ／ｓ??图２－１木质素／ＷＦ／ＨＤＰＥ复合材料的热释放速率??２）木质素／ＷＦ／ＨＤＰＥ复合材料的烟产生速率??从图２－２可以看出，复合材料的烟产生速率大致也分为两个主要的烟释放速率峰，??且峰出现时间段和图２－１热释放速率峰基本吻合。这说明第一个烟释放速率峰的出现是??因为表层材料逐渐燃烧加剧，生成大量Ｃ０２和ＣＯ造成的，此外还有部分木粉和木质素??热解生成的水和一些不可燃气体。而第二个烟释放速率峰的出现则是因为表层炭Ｍ逐渐??破裂，导致芯层材料热解产生的大量可燃气体释放并燃烧，以及…些不可燃气体的释放??形成烟雾。??整体来看，加入木质素后复合材料较没有加入木质素的复合材料出现了两个明显的??烟释放速率峰，且峰值随着木质素添加量增大而增大，而没有加入木质素的复合材料在??整个燃烧阶段没有明显烟释放速率峰出现。这说明，首先，木质素确实具有较好的成炭??作用，形成的炭层能在一定程度上对芯层形成保护，抑制芯层热解形成的可燃气体向外??释放，减小燃烧强度；其次，木质素有一定的发烟性，会造成复合材料在燃烧过程中发??烟量大的问题，这是因为木质素的多苯环结构造成的，苯环热解产生共轭双键，而丼轭??双键极易转化成大量气体和小分子炭粒，造成烟释放量大的问题。此外，木质尜本旮支??链较多，这些支链在高温下也很容易断裂形成大量气体，导致烟释放Ｍ过人的问题。??综合来看，木质素确实有较好的成炭作用，形成的炭Ｗ能对材料内部起到保护作??用，抑制热解气体释放，但是由于本身结构
图２－２木质素／ＷＦ／ＨＤＰＥ复合材料的烟产生速率??３?）木质素／ＷＦ／ＨＤＰＥ复合材料的ＣＯ和Ｃ０２生成率??在火灾中，很大一部分人失去生命是因为吸入了部分有毒气体导致的，而一氧化碳??
【参考文献】：
期刊论文
[1]微胶囊红磷阻燃木塑复合材料的性能研究[J]. 魏占锋,郭玉花,原泽坤,谢亚佐,兰武锦,冯琳,马舒慧. 包装工程. 2020(03)
[2]环境友好型聚烯烃产品的开发和应用进展[J]. 李春金,郭丕胜,王晶. 化工设计通讯. 2019(02)
[3]城市火灾风险认知述评及其逻辑局限和对策[J]. 张文辉,沈荣芳. 系统工程理论与实践. 2019(02)
[4]木塑复合材料功能化改性研究进展[J]. 杨守禄,罗莎,章磊,姬宁,李丹,吴义强. 材料导报. 2018(17)
[5]硼酸硼砂混合物对WF-HDPE热解与燃烧的影响[J]. 巫国富,许民. 消防科学与技术. 2018(06)
[6]木质素高值化利用最新研究进展[J]. 郭云朴,郭大亮,邹成,薛国新,袁成强. 中华纸业. 2018(10)
[7]有机蒙脱土协同含磷木质素基成炭剂阻燃聚乳酸[J]. 宋艳,王楠,李锦春,单雪影,邹国享,赵彩霞. 复合材料学报. 2019(01)
[8]ABS/木质素/焦磷酸三聚氰胺的阻燃性能研究[J]. 田学锋,龚方红. 广东化工. 2018(08)
[9]壳聚糖基阻燃剂制备及其在防火涂层中应用[J]. 王娜,王树伟,滕海伟,王升,方庆红. 精细化工. 2018(11)
[10]硫酸盐法木浆黑液中木质素燃烧特性研究[J]. 李媛媛,王传贵,张双燕. 林业工程学报. 2018(02)
博士论文
[1]阻燃型木纤维—聚丙烯复合材料制备及性能研究[D]. 高黎.中国林业科学研究院 2007
硕士论文
[1]纤维素基阻燃材料的制备与性能研究[D]. 骆晓蕾.浙江理工大学 2018
[2]家具用木塑复合材料的制备与性能研究[D]. 李正印.东北林业大学 2017
[3]生物环保型添加剂对PVC木塑复合材料的性能影响研究[D]. 常萧楠.南京农业大学 2016
[4]润滑剂对PP基木塑复合材料流变性能的影响[D]. 王霞.东北林业大学 2016
[5]EG协同APP/CFA/SiO2膨胀阻燃剂阻燃HDPE及其木塑复合材料的研究[D]. 黄庆敏.东北林业大学 2014
[6]耐老化和抗菌型木塑复合材料的开发[D]. 王晶晶.东北林业大学 2014
[7]木塑复合材料应用于家具的性能研究[D]. 陈曦曦.浙江大学 2013
[8]聚乙烯木塑复合材料的偶联剂表面涂覆处理及其胶接性能[D]. 王辉.东北林业大学 2013
[9]PVC基木塑复合材料的制备及其性能的研究[D]. 沈凡成.中北大学 2011
[10]木塑复合材料制备及性能研究[D]. 李自强.山东大学 2009
本文编号：3040798
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