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淺談木材阻燃劑的阻燃機理

2021-11-05 15:31:14

木材阻燃機理的研究不僅遠遠落后于木材阻燃應用實踐,而且落后于合成高分子材料及纖維素等天然高分子材料,致使在有關纖維素類材料阻燃機理研究文獻中,能夠檢索到的木材阻燃機理研究文章很少。人們關于木材阻燃機理的認識多從纖維素阻燃機理類推而形成。概括起來,到目前為止產生了四種阻燃理論,即覆蓋理論、氣體理論、熱理論和化學理論。海南阻燃板

木材阻燃處理

(1)覆蓋理論

覆蓋理論假定,阻燃木材與火焰接觸時阻燃劑分解,在木材表面形成了熔融的鹽類或氧化物薄膜,這種薄膜起著基質與氧氣之間屏障的作用,因而終止了火的傳播。由于硼化合物在高溫下能轉化為熔融的氧化硼,因此常用覆蓋理論解釋硼化合物的阻燃機理。

(2)氣體理論

氣體理論認為,阻燃作用是源于阻燃劑鹽類分解產生的不燃性氣體、對可燃性氣體的稀釋作用或者對木材基質的屏蔽作用。含氮阻燃劑、某些無機阻燃劑受熱時釋放氨氣、氮氣和結晶水,其阻燃機理可用氣體理論解釋。

(3)熱理論

熱理論用于解釋那些本身能夠大量吸收、消耗熱量或將熱能導出火焰前沿的阻燃劑的阻燃機理。例如,氫氧化鋁、氫氧化鎂、水合硼酸鋅等無機阻燃劑,受熱時吸收熱能分解產生大量的水氣,并將熱能排出燃燒體系,降低木材基質的溫度,抑制熱解,從而實現阻燃。海南阻燃板

(4)化學理論

化學理論是目前Z廣為接受的阻燃理論。該理論認為,Z有效的阻燃劑是Lewis酸或Lewis堿或者它們的前體,這類阻燃劑通過在低于著火溫度下催化木材的高分子鏈脫水而促進木炭的形成。由于木材的分解途徑被改變,可燃性焦油的生成量降低,難燃的木炭產量增加,因此燃燒的熱釋放量降低,熱解趨緩。目前,實用的木材阻燃劑基本屬于此類。

阻燃木材的阻燃機理主要都是從纖維素研究成果類推得到的,而木材的另兩種組分木質素和半纖維素的存在,使得木材在燃燒過程中各組分之間可能發生相互作用,比如很難從理論上排除聚糖熱解產物中的不飽和化合物在酸催化下與木質素芳環發生烷基化或?;磻?,而這樣的相互作用可能與木材的微觀結構有關。因此,在推導木材阻燃機理的時候,也應該找出相應的分析方法,將木質素和半纖維素所產生的影響進行相應的分析,從而得出更加有說服力的理論。海南阻燃板

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