评估基于纤维素的表面活性剂在可扩展石墨木材涂层中的有效性

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 消防安全工程 消防安全工程
• 木材科学 木材科学 木材科学

背景情况:

• 传统的阻燃剂对环境和健康构成风险.
• 开发用于木材的无毒,生物相容的阻燃剂至关重要.
• 可扩展石墨 (EG) 具有潜在的阻燃性能,但需要有效的结合剂.

研究的目的:

• 设计和评估用于木材的新型环保阻燃剂.
• 研究纤维素和纳米纤维素 (CNC) 作为EG.的修饰剂和表面活性剂的有效性.
• 评估开发的配方的防火性能和涂层凝聚力.

主要方法:

• 用纤维素 (Lovose TS 20,Tylose MH 300,Klucel H) 和纳米纤维素 (CNC) 来修改可扩展石墨 (EG).
• 基于EG的配方作为木材涂料的应用.
• 使用辐射热源进行火灾测试,以评估火焰阻燃性.
• 评估涂层到木材和扩展石墨层的凝聚力.

主要成果:

• 所有测试的EG配方都显著降低了木材的相对质量损失 (7.38-7.83%) 和燃烧速度 (0.04-0.05%·s-1).
• 克鲁塞尔的H+EG和CNC+EG配方表现出优越的防火性能.
• 与Klucel H + EG相比,CNC + EG表现出扩展石墨层的更好的凝聚力.
• 高昂的CNC成本会影响防火涂层的总体成本.

结论:

• 纤维素和纳米纤维素是木材阻燃剂中可扩展石墨的有效修饰剂和表面活性剂.
• 开发的配方为木材提供了相当大的防火保护.
• 克鲁塞尔H和CNC是有希望的候选人,CNC提供更好的凝聚力,但成本更高.