生物基性素合作系统用于改善刚性聚氨泡的阻燃和机械性能

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 聚合物化学 聚合物化学
• 消防安全工程 消防安全工程

背景情况:

• 固态聚氨泡 (PUF) 广泛使用,但具有固有的易燃性问题.
• 提高PUF的耐火性对于各种应用中的安全至关重要.
• 开发可持续的阻燃剂添加剂是一个正在进行的研究目标.

研究的目的:

• 研究素作为环保协同作用剂,用于提高PUF/胺-甲树脂氨基聚酸盐 (MFAPP) 复合材料的耐火性和机械性能.
• 为了评估素结合对复合材料的热降解行为和火焰阻燃性的影响.
• 评估红素和MFAPP对刚性PUF的物理和机械特性的影响.

主要方法:

• 准备固体PUF/MFAPP复合材料,其中含有不同数量的性木质素.
• 热重力测量分析 (TGA) 用于研究热降解.
• 限制氧气指数 (LOI) 和UL-94垂直燃烧测试用于火焰阻燃性评估.
• 圆热量计测试 (CCT) 用于测量热释放率和烟雾产生.
• 测量物理性质 (密度,导热率) 和机械性质 (压力强度).
• 使用扫描电子显微镜 (SEM) 和元素分析进行炭残留分析.

主要成果:

• 素的加入显著提高了PUF/MFAPP的烧焦能力和阻燃性.
• PUF/MFAPP₁₂/A-lignin₃复合物在800°C时达到23.1%的烧焦残留物,并获得UL-94 V-0评级,LOI为23.1%.
• 与纯粹的PUF相比,CCT结果显示降低了峰值热释放率 (PHRR),总热释放率 (THR),烟雾产量率 (SPR) 和总烟雾产量 (TSP).
• 密度,导热率和压力强度分别增加到35.4kg/m3,32.68mW/m·K和160.5kPa.
• 燃烧分析显示,形成了一个连续的,富含和的保护性炭层.

结论:

• 红作为一种有效和环保的协同作用剂,可提高PUF/MFAPP复合材料的消防安全性和机械性能.
• 增强的火焰阻燃性归因于煤炭形成的增加和保护性煤炭层的形成.
• 这项研究表明,在高要求的应用中,在聚合物复合材料中利用红素作为可持续添加剂的潜力.