增强阻燃处理改善柳杉木材的性能研究

总结美国阻燃处理木材的规范与标准,介绍美国主要阻燃处理木材生产商的阻燃木材产品,分析主要阻燃剂的配方及合成工艺、处理木材的工艺与技术特点,为国内阻燃处理木材行业的技术发展提出建议。

用毛细管气相色谱法对日本柳杉木材边材炭化得到的木醋液中的37种成分进行定性和定量分析。结果表明,醇类、酮类、羧酸类、呋喃类、苯酚类及愈创苯酚类是其主要成分。用溶剂萃取-硅胶柱层析法进一步分离处理木醋液,纯化出炭化过程中产生的手性脱水内醚糖-左旋葡聚糖(lga,1,6-脱水-β-d-葡萄糖),但其不能被毛细管气相色谱法检测出。从150ml木醋液中可分离纯化出60.5mglga。另外,对木醋液中主要成分的生成路线也进行了分析和讨论。

选用新型木材阻燃剂slb对马尾松和南洋楹两种木材进行了阻燃处理,并用氧指数法和木垛法对处理后木材的阻燃性能进行了测试。结果表明:用slb阻燃剂处理木材,载药量达到40kg/m3以上时,阻燃性能达到相关标准的要求,阻燃效果随着载药量的增大而增强。在载药量相近时,南洋楹木材比马尾松木材的阻燃效果显著。

木材是广泛应用的建筑材料,通过阻燃处理改善其性能使之能更安全和更有创造性地适合于多种用途。但是,正确进行此种处理关乎保护有价值的建筑物和人的生命,是值得强调的。建筑,设计和管理法规2007(construction,designandmanagementregulations2007)要求,一个建筑物发生火灾和由此导致人身伤亡,法庭要了解该建筑选择了何种防火措施,以及各有关方面是否进行了充分的联系,以确认防火措施是适当的。现在木材的阻燃处理必须符合新的欧洲标准en13501-1的euroclassb或c级。但是为了确认阻燃处理木材是合乎要求的,所选择的供应商应能提供独立的树种专门报告和有确证的性能记录。

0我国阻燃木质材料及制品生产现状经过近20年的发展,我国阻燃木质材料及制品生产得到了巨大的发展,但是除木质防火门外,阻燃木材及其制品在我国建筑内装修上的应用尚未得到普及,目前绝大多数建筑内装修工程采用涂刷防火涂料对木材及人造板进行防火保护,与发达国家相比存在非常大的差距。主要问题是:

水杉木材受伤树脂道的观察

为改善速生材杉木木材的性质,实验中先后用硫酸铝和水玻璃溶液处理速生材杉木木材。浸入木材的铝离子与硅酸根离子结合,在木材微纤丝间隙和管胞(或纤维)的胞腔中生成硫酸铝沉淀,从而使木材中填充大量的无机物,得到杉木无机复合木材。无机复合木材的尺寸稳定性显著提高,抗收缩系数可达34.21,稳定系数达80%以上。同时,复合木材除抗冲击韧性略有下降外,其余如抗弯强度、抗弯弹性模量、顺纹抗压强度及硬度等主要力学性能指标均明显提高。

采用三聚氰胺甲醛树脂辊压浸注桦木单板,通过热压定型得到树脂增强重组材。探讨不同树脂固体含量、辊压压榨率和热压压力对板材吸水厚度膨胀率、静曲强度、顺纹抗拉强度、胶合强度等性能的影响。结果表明,树脂固体含量50%、辊压压榨率20%、热压压力2.0mpa时,重组材的物理力学性能指标综合水平较佳。

采用锥形量热仪法,评价木材阻燃剂frw的系列产品frw-c1和frw-c2的阻燃性能。结果表明,当热辐射功率为50kw/m2时,frw-c1和frw-c2阻燃处理红松的热释放速率、总热释放比红松素材显著降低,点燃时间、残余物质量分数和火灾性能指数均比素材大幅提高,二者均能有效地降低木材燃烧时的热释放和发生强烈火灾的潜在危险性,阻燃作用显著。

钢琴共振板是钢琴最重要的部件之一,对钢琴声学品质有决定性的影响。研究共振板振动特性对提高钢琴产品质量具有重要的意义。该文在分析钢琴共振板基本振动理论的基础上,得出了自由振动的频率方程。并以俄罗斯远东红皮云杉、东北长白鱼鳞云杉、西藏林芝云杉、美国西加云杉4个树种共8块共振板(每个树种2块)为研究对象,采用基于打击音的快速傅立叶变换频谱分析方法,测定了计算共振板弹性模量等参数所必须的(2,0)、(0,2)、(1,1)、(2,2)阶振动频率。应用自由振动频率方程计算了共振板的弯曲刚度与扭转刚度,进而计算共振板不同方向的动态弹性模量、纵波传播速度。分析共振板振动特性与钢琴声学品质主观评价、客观评价指标之间的关系得出,共振板y方向振动特性与钢琴声学品质之间的关系比x方向显著。随着共振板的弹性模量与纵波传播速度的增大,钢琴声学品质提高,尤其是共振板y方向的弹性模量与纵波传播速度值,对钢琴声学品质影响显著。这也说明了共振板y方向的振动特性参数检测对于钢琴声学品质评价的重要性。

以12年生中山杉和落羽杉胸高处木材为研究对象,利用纤维测定仪测定其管胞长度、宽度,采用图像分析仪测定其管胞壁厚、壁腔比和各种组织比量,利用双因素方差分析方法分析树种因素、距髓心生长轮数对管胞形态和组织比量等特征的影响。中山杉木材的管胞长度、宽度、长宽比均值分别为2737.84μm、44.84μm和60.86,落羽杉木材的管胞长度、宽度、长宽比的均值分别为2698.52μm、43.44μm和61.51;中山杉木材的早材和晚材管胞弦向壁厚均值分别为5.91μm和7.57μm,落羽杉木材的早材和晚材管胞弦向壁厚均值分别为5.89μm和6.54μm;中山杉早材和晚材管胞壁腔比均值分别为0.15和0.35,落羽杉的早材和晚材壁腔比均值与中山杉的一致。双因素方差分析的结果表明:除了中山杉晚材的管胞壁厚显著大于落羽杉晚材的管胞壁厚之外,这两个树种其它管胞形态特征、各种组织比量的差异在0.05水平不显著,该结果表明这两种木材的解剖特征很接近;中山杉、落羽杉幼龄木材除了管胞早材的壁腔比、薄壁细胞组织比量在不同生长轮之间的差异在0.05水平不显著之外,测试的其它特征在不同生长轮之间的差异在0.05水平具有显著性。中山杉、落羽杉木材的解剖特征的径向变异具有相同的规律:管胞长度、管胞宽度、弦向壁厚、管胞组织比量从髓心向树皮都有逐渐增加的趋势,而射线组织比量从髓心向树皮有逐渐降低的趋势,薄壁细胞比量较小,径向变异也较小、没有明显的规律。

采用frw阻燃剂对杉木积成材进行了阻燃处理,用锥形量热仪测定了不同载药率下处理材与未处理材的阻燃性能.结果表明:在50kw/m2的热辐射功率下,杉木积成材经frw阻燃处理后,其热释放速率和总热释放量随着载药率的增大而减小,当载药率为10.07%(质量分数)时,处理材的热释放速率和总热释放量比未处理材降低了约50%;与未处理材相比,处理材的点燃时间明显延长,炭生成量明显增加;frw阻燃处理杉木积成材的阻燃效果显著.

木材及木塑复合材料的阻燃性能研究进展

收稿日期： 104 2009-12-03 木材及木塑复合材料的阻燃性能研究进展 researchprogressinfire-retardantofwood andwoodplasticcomposites 基金项目：国家自然科学基金项目(30871976)；湖南省优秀博士学位论文获得者科研项目(101-4058)(1)通讯联系人 作者简介：王梅(1985-)，女，河北冀州人，中南林业科技大学应用化学硕士研究生，主要从事阻燃材料研究。 wpm/49!op/4!)tvn/326* nbsdi!!3121 王梅，胡云楚 (1) wangmei，huyunchu (1) -中南林业科技大学应用化学研究所，湖南长沙410004 -instituteofappliedchemistry,central

综述了木材阻燃改性研究进展,包括浸注法、喷涂法、贴面法、热压法、复合法、辐射法、超声波法、离心转动法、高能喷射法等木材阻燃处理技术与磷类阻燃剂、硼类阻燃剂、酚类阻燃剂、frw型阻燃剂等木材阻燃剂。

阻燃木材 用物理或化学方法提高木材抗燃能力的方法。目的是阻缓木材燃烧，以预防火灾的发生， 或争得时间，快速消灭已发生的火灾。木材的碳氢化合物含量高，是易燃材料。迄今尚无使 木材在靠近火源时不燃烧的方法。木材阻燃的要求是降低木材燃烧速率。减少或阻滞火焰传 播速度和加速燃烧表面的炭化过程。这对建筑、造船、车辆制造等工业部门至为重要。 概况公元前4世纪，古罗马人已知用醋液,以后又用明矾溶液浸泡木材，以增强其抗燃性。 在古希腊、埃及和中国，也有用海水、明矾和盐水浸渍，以提高木材阻燃性能的。但直到 15～16世纪，阻燃处理的方法都比较简单。到17～18世纪才开始有获得专利的阻燃剂和处 理方法。但木材阻燃作为工业技术则迟至19世纪末20世纪初才首先在欧美一些工业先进的 国家得到发展，并形成了阻燃处理工业。20世纪40年代，战争的需要加速了这一工业的发 展；50～60年

通过对木材的燃烧过程及影响因素的分析,阐述了木材的阻燃和防火机理,并介绍了几种常用的木材阻燃剂的配方及特点,以及经阻燃处理后木材的性能指标和防火性能的测试方法。

对20和30年生的柳杉木材物理力学性质进行了测定和分析,测定指标主要包括密度、干缩性、湿胀性、吸水性、顺纹抗压强度、横纹抗压强度、抗弯强度、抗弯弹性模量和冲击韧性。结果表明,柳杉木材的基本密度、气干密度、全干密度、生材密度分别为0.4080、0.5030、0.4640和1.0020g/cm3,属小级别;其差异干缩为1.6880,中等级别;顺纹抗压强度为43.200mpa,横纹径向和弦向全部抗压强度分别为0.408和0.565mpa,抗弯强度和抗弯弹性模量分别为88.200和9505.0mpa,冲击韧性为41.000kj/m2,除横纹抗压强度较低外,其余力学强度指标均属低级别;木材综合品质系数为3221×105pa,品质系数较高,属高等级材。

用毛细管气相色谱法对日本柳杉木材边材炭化得到的木醋液中的37种成分进行定性和定量分析.结果表明,醇类、酮类、羧酸类、呋喃类、苯酚类及愈创苯酚类是其主要成分.用溶剂萃取-硅胶柱层析法进一步分离处理木醋液,纯化出炭化过程中产生的手性脱水内醚糖-左旋葡聚糖(lga,1,6-脱水-β-d-葡萄糖),但其不能被毛细管气相色谱法检测出.从150ml木醋液中可分离纯化出60.5mglga.另外,对木醋液中主要成分的生成路线也进行了分析和讨论.

对油杉keteleeriafortunei木材的物理与力学性质进行测定与比较,结果表明,油杉木材的气干密度为0.576g·cm~(-3),全干密度为0.544g·cm~(-3),属中密度木材。油杉木材的气干径向、弦向和体积干缩系数分别为4.408%、3.272%和7.892%,气干差异干缩为1.347,油杉木材具有不易开裂和变形的特征。油杉木材的抗弯强度、顺纹抗压强度分别为92.701、57.217mpa,端面、弦面和径面硬度分别为4635.9、3420.8和3606.8n,其抗弯强度、顺纹抗压强度和硬度均属中等。50年生油杉木材的物理力学性质优于22年生马尾松pinusmassoniana、湿地松pinuselliottii和28年生杉木cunninghamialanceolata、秃杉taiwaniacryptomerioides。

柳杉刨花板——利用枝丫材的研究

采用三聚氰胺甲醛树脂辊压浸渍杨木单板,通过高频热压定型得到树脂增强重组材,探讨不同辊压压榨率和热压压力对板材物理力学性能的影响。结果表明:利用高频介质加热进行厚板坯的成型较接触式热压可行,可缩短热压时间,提高热压效率;热压压力对杨木重组材的大部分物理力学性能影响显著,辊压压榨率对材料的静曲强度、弹性模量等影响不显著;辊压压榨率20%、热压单位压力2.0mpa时,高频热压制备的地板用杨木重组材物理力学性能指标综合较优,该制备条件下成品材料密度为0.68g/cm3、静曲强度50.19mpa、弹性模量4191.61mpa。