锥形量热法研究木质素基膨胀型阻燃剂对环氧树脂阻燃抑烟效果

作者：梁孟珂; 邱杰; 朱永晨; 田华峰; 武志鹏; 罗振扬^*

来源：中国塑料, 2021, 35(09): 103-108.

DOI：10.19491/j.issn.1001-9278.2021.09.016

• 木质素基膨胀型阻燃剂
• 环氧树脂
• 锥形量热仪
• 热释放
• 烟释放

以来自自然界储量第二的木质素作为膨胀型阻燃剂的基体,通过接枝氮、磷元素成功合成碳源、酸源、气源三位一体的木质素基膨胀型阻燃剂(Lig-T),实现了良好的阻燃性能。将Lig-T按照不同含量添加到环氧树脂(EP)中制备EP/Lig-T复合材料,以锥形量热测试考察复合材料的热稳定性能和阻燃性能,并重点考察复合材料在接近真实火灾事故时的热释放和烟释放规律。结果表明,当Lig-T含量为20%(质量分数,下同)时,复合材料的热释放速率峰值为1 374 kW/m2、热释放总量为41.63 MJ/m2、烟释放总量为1 634 m2/m2,与EP参比试样的数值相比,均呈现下降的趋势,燃烧结束的残炭率从4.26%增至10.01%。基于气相和凝聚相的协效阻燃机理,木质素作为膨胀型阻燃剂的碳源使得复合材料在高温条件下具备更好的成炭效果,在燃烧过程中形成稳定且致密的炭层结构,在实现高效阻燃的同时减少有毒烟气的释放,降低火灾的危害。

• 单位
  北京工商大学; 南京林业大学; 化学与材料工程学院