本文選題：夾芯結(jié)構(gòu)　切入點(diǎn)：阻燃　出處：《中國林業(yè)科學(xué)研究院》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：隨著社會經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展以及人民生活水平日益提高,社會大眾對住宅舒適性(保溫隔熱)的需求有了進(jìn)一步的增長。本研究以酚醛泡沫(PF)為芯材,兩面疊層復(fù)合強(qiáng)度優(yōu)良的阻燃中密度纖維板(FR-MDF)面板,制備一種阻燃輕質(zhì)泡沫夾芯復(fù)合板,面板覆面不僅克服了酚醛泡沫表面易脫粉掉渣問題,同時較優(yōu)的夾芯結(jié)構(gòu)可以使復(fù)合板具有整體性能佳、保溫效果好、力學(xué)性能優(yōu)及表面裝飾性好等優(yōu)點(diǎn)。通過對夾芯復(fù)合板力學(xué)、阻燃、熱學(xué)及聲學(xué)等多方面的研究,旨在多方位評價這種纖維板覆面的新型保溫材料,并基于不同用途優(yōu)選合適結(jié)構(gòu)單元厚度。主要研究內(nèi)容及得出的主要結(jié)論如下:(1)通過前期對不同夾芯單元優(yōu)選,選用阻燃B1級的纖維板與B1級的酚醛泡沫作為結(jié)構(gòu)單元,優(yōu)選價格低廉的冷壓白乳膠制備輕質(zhì)夾芯復(fù)合板。膠合工藝優(yōu)選對纖維板進(jìn)行單面涂膠,施膠量90 g/m2,二次成型壓力取相對壓力0.01 MPa,表面膠合強(qiáng)度測試時拉伸破壞發(fā)生在泡沫上,兩種材料的粘合性能良好。(2)通過氧指數(shù)、煙密度、錐形量熱儀等阻燃性能測試,表征了復(fù)合板遇火耐燃性。面板厚度5 mm,芯板厚度20 mm、50 mm的復(fù)合板熱釋放速率峰值分別為99.6 k W/m2、112.5 k W/m2,5min內(nèi)釋放的總熱釋放量分別為7.48 MJ/m2、15.67 MJ/m2,最大煙密度23.0%,燃燒及釋煙性能優(yōu)于聚氨酯泡沫與聚苯乙烯泡沫夾芯復(fù)合板,具有優(yōu)異的成炭、難燃低煙特性。在一定厚度范圍(3 mm~5 mm)內(nèi),隨著阻燃纖維板厚度增加,熱釋放速率峰值降低,且第二個熱釋放峰值出現(xiàn)的時間更晚。厚度5 mm FR-MDF熱釋放速率峰值相對于3mm板材降低約51.67 k W/m2,對應(yīng)的熱釋放速率第二個峰值出現(xiàn)的時間延后約180 s,較厚的5 mm阻燃纖維板結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定,熱釋放速率更低,熱釋放速率峰值時間更晚。不同厚度酚醛泡沫熱釋放速率前期呈現(xiàn)基本一致的趨勢,熱釋放速率為15 k W/m2~25k W/m2,總體較低,測試全程酚醛泡沫未出現(xiàn)引燃情況,表現(xiàn)較好的不燃性,且隨著泡沫厚度增加,熱釋放速率略有提高,但是增幅不顯著。面板為5 mm厚的泡沫夾芯板熱釋放速率顯著低于3 mm夾芯板的熱釋放速率。相對于3 mm厚阻燃纖維板,5 mm阻燃纖維板經(jīng)錐形量熱儀測試后,炭層更加完整,有效阻隔熱量進(jìn)一步沿夾芯材料向下炭化,面板為5 mm厚的夾芯板經(jīng)過1200 s之后,泡沫層均未完全炭化,復(fù)合板阻燃性能優(yōu)良。(3)通過壓縮、三點(diǎn)彎曲、側(cè)壓、沖擊等力學(xué)試驗(yàn),分析了復(fù)合板受彎曲、側(cè)壓、沖擊等載荷破壞模式及其力學(xué)性能,面板厚度5 mm,芯板厚度20 mm~50 mm的復(fù)合板壓縮強(qiáng)度0.22 MPa,靜曲強(qiáng)度為1.0 MPa~3.3 MPa,側(cè)壓強(qiáng)度5.42 MPa,沖擊韌性6.80k J/m2~8.95 k J/m2。(4)通過ANSYS有限元軟件對夾芯復(fù)合板傳熱性能分析,并用導(dǎo)熱系數(shù)測定儀測試厚度60 mm夾芯復(fù)合板熱阻為1.47 m2·K/W,導(dǎo)熱系數(shù)為0.041 W/(m·k),模擬夏季外界邊界溫度50℃高溫與室內(nèi)恒溫環(huán)境邊界溫度20℃時,室內(nèi)恒溫場因室內(nèi)空調(diào)等制冷系統(tǒng)突然被打破時,復(fù)合板在厚度方向上溫度傳遞的溫度場分布。其中面板厚度5 mm,芯材泡沫厚度分別為20 mm、50 mm的夾芯復(fù)合板低溫端由原來20℃升溫至34.4℃~36.1℃時所需時間分別為60 min、180 min,隨著泡沫厚度增加,夾芯復(fù)合板升溫過程傳熱速率大大降低,有利于節(jié)省能源、降低能耗。(5)采用阻抗管對夾芯板隔聲性能表征并進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)選,隨著纖維板厚度增加1mm,板材的平均隔聲量提高2 d B~3 d B。酚醛泡沫板每增加10 mm,平均隔聲量提高約2 d B~5d B。纖維板夾芯酚醛泡沫復(fù)合板隔聲量較單層結(jié)構(gòu)單元隔聲性能均有所提高,其中以面板厚度5 mm,芯材泡沫厚度50 mm的夾芯復(fù)合板提高最為顯著,夾芯復(fù)合板相對于面板增加約8 d B,相對于芯板增加約3 d B,復(fù)合板隔聲量35.55 d B可達(dá)到GB 50118-2010《民用建筑隔聲設(shè)計規(guī)范》中住宅建筑的戶內(nèi)臥室墻隔聲標(biāo)準(zhǔn)(≥35 d B)要求。(6)目前非金屬面板泡沫夾芯復(fù)合板尚且沒有相關(guān)參考標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范。本研究基于纖維板面板夾芯泡沫復(fù)合板力學(xué)、阻燃、熱學(xué)及聲學(xué)等方面的試驗(yàn)結(jié)果,對其市場化應(yīng)用提出切實(shí)可行的工程建議。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：中國林業(yè)科學(xué)研究院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TB33

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本文編號：1626473