气体固体双屏障策略,有效提高纤维素气凝的阻燃性和烟雾抑制
Xiaolei Luo1, Linyue He1, Longfei Sun1
1School of Materials Science and Engineering, Zhejiang Sci-Tech University, 928 Second Avenue, Xiasha Higher Education Park, Hangzhou 310018, China.
Carbohydrate polymers
|September 14, 2025
概括
这项研究通过使用双气体固体屏障策略来提高纤维素气凝 (CA) 的阻燃性. 这种新的方法通过形成保护性炭层,减少易燃性和烟雾释放,显著提高了消防安全.
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:
- 纤维素气凝 (CA) 具有固有的易燃性,限制了它们在关键应用中的使用.
- 现有的阻燃方法往往忽略了纤维素的热降解机制.
- 对于有效的阻燃性,需要对CA的热分解有基本的了解.
研究的目的:
- 为纤维素气凝 (CA) 开发一种有效的阻燃策略.
- 为了研究双气体固体屏障系统对CA的热降解和燃烧行为的协同效应.
- 为了提高CA的消防安全性,用于更广泛的应用.
主要方法:
- 采用气体固体双屏障策略,使用分层双氧化物 (LDH) 作为固体屏障,并将树脂醇-甲 (RF) 作为气体屏障,集成到CA矩阵中.
- 在热暴露下分析了修改CA的热降解行为.
- 通过可燃性测试和烟雾释放测量,评估了阻燃性能.
主要成果:
- 双屏障系统 (TP/LDH/CA) 通过形成一个强大的碳层,有效地抑制了纤维素气凝的热分解.
- 在800°C时TP/LDH/CA的残余质量比未经修改的CA增加到12.8%.
- 经过修改的CA显著提高了消防安全,在2秒内自灭,并将总烟雾释放量 (TSR) 降低了90.54%.
结论:
- 气固体双屏障策略,利用LDH和TP,在提高纤维素气凝的阻燃性方面非常有效.
- 这种方法解决了AC的基本热降解路径,从而实现了优越的消防安全性能.
- 开发的阻燃纤维素气凝显示了对于需要高耐火性应用的巨大潜力.
