阻燃竹集成材的制造与性能评价

1、摘要1AbstractIll第一章绪论11.1引育11.2竹材及英复合材料阻燃研究现状21.2.1竹材阳燃机理21.2.2竹材阻燃处理方法31.2.3竹材阻燃剂31.2.4竹材阻燃剂的发展趋势51.3竹集成材研究现状51.4研究目标和主要内客7141研丸目标71.4.2主要研究内容81.4.3研究创新点81.5研究技术絡线9第二章竹材阻燃剂的筛选102.1引言102.2材料与方法112.2.1试验材料和设备112.2.2试验方法II23结果与讨论1323.1灼烧残磴法确定阳燃体系132.3.2 PH燃剂复配比例的选择142.3.3阳燃处理对竹材氧指数的影响142.4本章小结15第三章竹集成材构

2、成单元阻燃处理工艺研究163.1引言163.2材料与方法163.2.1试骗材料和设条163.2.2阻燃处理工艺18323竹条力学性能测试实验方法183.3结果与讨论193.3.1真空度对载药魁的影响193.3.2压力对我药量的影响213.3.3保压时间对载药常的影响223.3.4阻燃液浸渍浓度对载药量的影响233.3.5阻燃处理对竹条力学性能的彫响243.4本章小结24第四章阻燃竹集成材的物理力学性质研究264.1引言264.2材料和方法264.2.1试验材料和设备264.2.2阴燃处理竹条274.2.3竹集成材制造工艺284.2.4性能测试314.3结果与讨论334.3.1密度及倉水率测试结

3、果334.3.2 >1、同类世竹集成材辆曲强度和弹性模尿比较344.3.3不同类型竹集成材胶层剪切强度比较364.3.4阳燃处理对竹集成材浸渍剥离強度的影响374.3.5竹材表和润湿性能分析374.4本章小结39第五章附燃处理对竹集成材燃烧性质的影响415.1引言415.2材料与方法 425.2.1试验材料与设备425.2.2试验方法 435.3结果与讨论455.3.1不同载药量的竹集成材的热释放性能4553.2不同胶黏剂制备阻燃竹集成材的热释放性能475.3.3不同厚度竹条的竹集成材的热释放性能485.3.4不同厚度的竹集成材的热释放性能5053.5不同PH燃剂处理的竹集成材的燃烧性能

4、515.4本章小结59第六章阻燃竹集成材的防腐防霉性能606.1引言606.2材料与方法606.2 1试验材料和设备606.2.2试验方法616.3结果与讨论626.3.1阻燃竹集成材的防腐性能626.3.2阻燃竹集成材的防霉防变色性能636.4本章小结63第七章阻燃机理初探657.1引言657.2材料和方法667.2.1试验材料与设备667.2.2试验方法667.3结果与讨沦677.3.1竹材的热解行为分析677.3.2阳燃竹材的扫描电镜分析717.3.3 X-射线衍射分析737.4本章小给74第八章结论与建议758.1结论758.1.1竹材阻燃剂的筛选758.1.2竹集成材构成单元阻燃处理

5、工艺研究758.1.3毗燃处理对竹集成材物理力学性能的彩响768.1.4阻燃处理对竹集成材燃烧性能的影响768.1.5阻燃竹集成材的防腐防霉性能778.1.6阻燃机理初探778.2建议78参考文献79在读期间的学术研究86致谢87IX表目录表3-1不同载药量的竹条的静曲强度(MOR)测试结果(MPa)24表32不同戟药量的竹条的弹性模量(MOE)测试结果(GPa)24表41不同载药量的竹集成材的胶层顺纹剪切强度36表42不同载药呈的竹材表面接触角随时间的变化38表5-1 CONE试验材料情况42表5-2不同载药量的竹集成材的热释放数据46表61试验菌种61表6-2 GB/T 13942.1-2

6、009木材耐腐性划分标准61& 6-3木材霉变程度分级标准62表6-4阻燃竹集成材的防霉放蓝变性能63表71不同阻燃剂处理竹材的热重分析结果6711目录图11研究技术路线图9图21马弗炉12图22阻燃液浸泡竹粉图12图2-3不同阴燃体系处理竹粉的灼烧残重率13图2-4不同复配比例条件下竹粉的灼烧残重率14图2-5不同阻燃体系处理竹材的氧指数15图31竹条17图32加压沒渍罐!7图3-3真空度对竹条载药量的影响19图3-4在真空度0.08MPa条件下莫空时间对载药疑的影响20图3-5在保压时间2h条件下压力对载药量的影响21图3-6在压力l.OMPa条件下保压时间对我药量的影响22图3-

7、7阳燃液浸渍浓度对教药最的彩响23图4|万能力学试验机27图42竹条干燥28图43立式浸胶设备28图44组坯示意图28图4-5热压29图4-6用单层热压机制备的竹集成材29图4-7刨光的竹集成材层板30图4-8竹集成材层板各方向定义31图4-9竹集成材层板三点弯曲试样31图410胶层剪切试验装置33图4-11不同我药星的竹集成材在Y-Y方向的力学性能33图4-12不同我药量的竹集成材在X-X方向的力学性能35图413竹集成材胶层剪切破坏模式36图4-14竹集成材浸渍剥离端面图36图4-15液体在固体表面上的润湿37图4-16蒸憎水在不同载药吊竹材表面接触角随时间的变化39图51锥形量热仪43图

8、5-2不同载药址竹集成材的HRR曲线和THR曲线45图5-3不同胶黏剂制备竹集成材的HRR曲线和THR曲线47图5-4不同厚度竹条制备竹集成材的HRR曲线和THR曲线49图5-5不同竹集成材层板厚度试样的HRR曲线和THR曲线51图5-6不同阻燃剂处理竹集成材的HRR曲线和THR曲线52图5-7不同阻燃剂处理竹集成材的有效燃烧热53图5-8不同阻燃剂处理竹集成材的MLR曲线和Mass曲线55图5-9不同我药量的阻燃竹集成材的CONE试件燃烧后照片55图5-10不同阻燃剂处理竹集成材的TSP曲线和SEA曲线57图5-11不同阻燃剂处理竹集成材的COY曲线和COV曲线57图61阻燃竹童成材的耐腐性

9、能比较62图7-1不同载药最阳燃竹集成材试样的TG和DTG曲线69图7-2不同阻燃剂处理竹集成材试样的TG和DTG曲线70图7-3阻燃竹集成材的微观结构71图7-4阻燃竹集成材燃烧残炭的微观结构72图7-5阻燃处理竹粉的XRD扫描曲线图7313第一章绪论1.1引言我国是世界上绘主要的竹产国，竹类资源、竹林面积、蒂积竜、竹制品产量和出口 额均居世界首位，素有“竹子王国”之誉（江泽慧，2002）o近年来，随着家居装修、建筑 结构木材用塑的不断增加和天然林保护工程的逐步实施，我国木材资源供需矛盾日益突 HI-而竹子是多年生禾本科竹亚科植物，竹枝下通直挺拔，具有生长速度快、刚度强度 人和生态功能强等优

10、点，在木质材料领域的地位越来越高，竹材产业作为新兴产业逐渐 受到重视（李霞镇，2008）因此，加快发展竹材的加工利用，用竹质材料代替传统的木 质材料，是解决森林资源匱乏的重要途径，也为竹产区的农民提供了更名的致富机会 （Chen Xuhc, 2005）0随着科学技术水平和经济发展，我国的竹材加工利用水平和竹产 品创新方面的研丸已经处于国际领先地位，对竹材的开发利用技术也口渐成熟（张齐生， 2004； Wang et al.t 2004）,自七卜年代以来，先后开发岀了多种竹类板材，如竹材胶合 板、竹集成材、竹幾层压板、竹帘胶合板、竹材刨花板和重组竹等，其中由竹条施股热 压制成的竹集成材，具有优良的力学和物理性能，兼备生态友好和节能环保性能，保温 和抗役性能好，结构布置灵活，施工方便快捷，己被广泛地应用円！筑、装修、包装、 运输等领域（于文吉，2011；李琴等,2007 ）o然而，竹材的化学成分主要由纤维素、半纤维素、木质素组成，是一种可燃性材料， 在使用过程中存在一定的火灾隐患，制约了竹集成材任建筑装修领域的推广应用。据统 计，近10年來，全国年平均发生火灾18万起，其中大部分火灾原因与使用易燃的竹木 材、织物等纤维材料有直接相关。2010年11月，上海静安区髙层住宅火灾，造成58人 遇难，71人受伤，英火灾原因主要是山住宅竹制脚手架起火引起