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橡胶木疏水阻燃改性配方工艺研究

来源：花匠小妙招时间：2025-03-02 08:50

橡胶木疏水阻燃改性配方工艺研究

【摘要】： 橡胶木具有纹理清晰、色彩柔和、机械性能好的特点,深受家具和建筑行业的青睐。同时也存在易吸水形变、易霉变、易燃烧等缺点,因此对其进行疏水阻燃改性势在必行。以高含氢硅油(MS)、羟基硅油(HS)及氨基硅油(AS)为主要疏水原料、水为连续相,制备了三种水包油微乳液(HSAS、MSAS、MSHS)。考察了微乳液的稳定性,结果表明三种硅油微乳液中,HSAS的稳定性最佳,MSAS次之,MSHS最差。通过加压浸渍工艺,利用硅油微乳体系和阻燃配方体系对橡胶木进行改性,并考察了改性橡胶木的疏水性能和阻燃性能,得到如下结果:(1)单独使用硅油微乳体系虽然能提高橡胶木疏水性能,使其水接触角(WCA)提高到58.39°,但阻燃效果不明显。单独使用阻燃配方体系(硼酸:硼砂:磷酸氢二铵=1:1:1,mol/mol)能提高橡胶木的阻燃性能,极限氧指数(LOI)值达到33.7%,但材料的疏水性能未改善。(2)利用阻燃配方体系和硅油微乳体系通过两次加压浸渍工艺对橡胶木进行改性,橡胶木的疏水性能得到显著提升,最大WCA达128.07°,且MSAS和HSAS微乳体系对橡胶木疏水性能的影响要高于MSHS。相比于纯木材,MSAS体系处理橡胶木的吸水率、体积膨胀率、气干干缩率和绝干干缩率分别下降35.35%、45.05%、49.65%和24.58%;HSAS处理橡胶木则分别下降49.04%、53.56%、50.69%和31.18%。(3)两次加压浸渍工艺改性橡胶木的阻燃性能明显提升,最大LOI值达到29.7%,且橡胶木的第二热释放峰值(pk-HRR_2)降低39.84%,总热释放量(THR)降低7.77%,总烟释放量(TSP)降低21.90%,残炭量提高45.48%。说明改性配方具有良好的抑热和抑烟性能,且成炭作用显著。(4)三种改性体系均具有良好的气相和凝聚相阻燃作用。但含有氨基硅油的改性体系可促使改性材生成连续性更好、石墨化程度更高、硅元素及稳定化学键的含量更高的炭层,且处理材在分解过程中产生NH_3、NO_X等不燃性气体,气相阻燃效果更显著。(5)空气气氛下,改性材的热分解速率明显降低。说明改性配方可以抑制橡胶木的分解,减少可燃性气体的释放,起到抑制火势扩散和阻燃作用。

【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2021