【摘要】：在我國,竹材已廣泛應用于建筑、家具及裝飾材料,然而竹材容易燃燒,為了提升竹材的阻燃性能,本論文采用尿素水解法制備了鎂鋁層狀雙氫氧化物(MgAl-LDHs),研究了反應條件對MgAl-LDHs熱穩(wěn)定性的影響,以及MgAl-LDHs處理竹材后的阻燃性能。主要研究結果如下:(1)以硝酸鎂、硝酸鋁和尿素為原料,采用尿素水解法制備出MgAl-LDHs,研究了反應時間、靜態(tài)晶化時間、反應物摩爾濃度對MgAl-LDHs的粒徑和熱穩(wěn)定性的影響。結果表明:反應時間在6h-48h范圍內(nèi),反應時間為36h的熱穩(wěn)定性最佳;靜態(tài)晶化時間在0h至15h范圍內(nèi),靜態(tài)晶化時間為10h的熱穩(wěn)定性最佳;反應物摩爾濃度[Mg~(2+)]在0.072mol/L至0.792mol/L范圍內(nèi),摩爾濃度[Mg~(2+)]為0.528mol/L的熱穩(wěn)定性最佳。(2)以硝酸鎂、硝酸鋁和尿素為原料,采用原位反應制備了具有MgAl-LDHs薄膜的竹材,研究了反應條件對MgAl-LDHs薄膜情況及其處理竹材的阻燃性能。結果表明:反應時間從6h延長至48h,在竹材表面形成的LDHs逐漸變得均勻致密;當反應時間為24h,竹材表面形成的MgAl-LDHs薄膜達到飽和狀態(tài);與未處理竹材相比,具有MgAl-LDHs薄膜的竹材的點火時間延長了11s,熱釋放速率峰值降低了42.9%,煙釋放速率降低了77.3%,且MgAl-LDHs薄膜具有抗磨損性能。(3)在常溫常壓下,以氫氧化鈉和MgAl-LDHs先后對竹材進行處理。FT-IR檢測表明,經(jīng)氫氧化鈉處理后的竹材暴露出大量的羥基,更易于與MgAl-LDHs中的羥基結合,從而固定更多的MgAl-LDHs;錐形量熱儀測試發(fā)現(xiàn),與未處理竹材相比,具有MgAl-LDHs薄膜的竹材具有更為優(yōu)異的阻燃性能,其熱釋放率的峰值降低了29.12%,煙釋放速率降低了40.45%。
【圖文】：

竹材阻燃用 MgAl-LDHs 的制備工藝及其性能研究的工藝與阻燃抑煙性能，以期待制備出具有優(yōu)異阻燃性能和抑煙性能的竹為 MgAl-LDHs 在竹質(zhì)材料阻燃處理中的大量應用提供參考。.1.3 LDHs 阻燃研究概況1.3.1 LDHs 的結構特點MgAl-LDHs 最早由瑞典科學家 Circa 于 1842 年發(fā)現(xiàn)[17-18]。MgAl-LDHs 的式為[Mg6Al2(OH)16CO3]·4H2O，MgAl-LDHs 的結構類似于水鎂石 Mg(OH)本結構，其主體為正八面體結構（如圖 1.1 所示）。當水鎂石層板中部分 M Al3+所替代時，MgAl-LDHs 層板上的電荷密度增大，這時可與層間陰離CO32-）互相平衡，，而結晶水占據(jù)層間的其余空間，其中，層板中的 Mg2+和 A于正八面體中心，并且與氫氧根以配位鍵的形式存在[19-23]。

圖 1.2 LDHs 促進 PVA 成炭機理Figure 1.2 LDHs promote the Char formation mechanism of PVA1.1.3.4 LDHs 阻燃材料的性能（1）LDHs 阻燃聚合物由于 LDHs 具有無鹵、消煙、低毒等特性，所以常將 LDHs 應用于聚合物的阻燃處理。曹青[46]制得 MgAl-LDHs/聚氨酯納米復合材料，研究表明：阻燃劑添加量的增大，其阻燃效果明顯增強，而該復合材料的力學性能逐漸降低。Huang等[47]研究了 LDHs 對聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）的阻燃性能和力學性能的影響，研究結果表明：以 LDHs 為變量時，LDHs 的添加增加了 PMMA 的彈性模量，卻降低了抗張強度，但是其模量和抗張強度在應用中基本達到了所需的要求；LDHs 對 PMMA 基材料的阻燃性能測試中發(fā)現(xiàn)，具有極佳的消煙作用，且極限氧極值從 17.4%增加到 21.1%，表現(xiàn)出優(yōu)良的阻燃性能。王百年等[48]以 APP 改性的 CuAl-LDHs 和未經(jīng)改性過的 CuAl-LDHs 分別阻燃處理 PP，結果發(fā)現(xiàn)：
【學位授予單位】：浙江農(nóng)林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：S781.9

【參考文獻】

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本文編號：2702930