阻燃纖維素功能材料的研究.pdf

1、再生纖維素材料以其來源豐富、綠色環(huán)保的特性得到了廣泛應(yīng)用。然而纖維素遇火極易燃燒，極大地限制了其在生活、工業(yè)等領(lǐng)域的使用。因此各種阻燃劑被用來制備阻燃纖維素材料。對(duì)纖維素材料的阻燃改性，特別是結(jié)合環(huán)境友好特點(diǎn)采用無鹵、低毒、低煙霧、高效的阻燃劑成為研究領(lǐng)域中的熱點(diǎn)之一。
　　 本文選用氫氧化鈉/硫脲/尿素/水溶液作為纖維素的溶劑，通過分析纖維素在NaOH/尿素/硫脲/水溶劑體系中的溶解機(jī)理，研究了NaOH、尿素、硫脲的濃度以及溫

2、度對(duì)溶解性能的影響，得到該體系下纖維素的最佳溶解條件為：NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)8[％]、尿素質(zhì)量分?jǐn)?shù)8[％]、硫脲質(zhì)量分?jǐn)?shù)6[％]、溶液預(yù)冷溫度-10℃以下。
　　 采用環(huán)境友好的納米SiO2和N-P阻燃劑，通過共混法制得阻燃纖維素膜。應(yīng)用極限氧指數(shù)測(cè)試、水平燃燒實(shí)驗(yàn)及熱重分析測(cè)試對(duì)阻燃纖維素的阻燃性能和熱性能進(jìn)行探討和研究。
　　 極限氧指數(shù)測(cè)試結(jié)果表明，當(dāng)納米SiO2的添加量達(dá)到6[％]以上，N-P阻燃劑的添加量達(dá)到9[％

3、]以上時(shí)，制得的阻燃纖維素膜的極限氧指數(shù)大于28，達(dá)到了極限氧指數(shù)的相關(guān)阻燃標(biāo)準(zhǔn)。
　　 水平燃燒實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)納米SiO2的添加量為15[％]，N-P阻燃劑的添加量15[％]時(shí)，阻燃纖維素膜可以達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《塑料燃燒性能的測(cè)定—水平法和垂直法》(GB/T2408-2008)的HB等級(jí)。
　　 對(duì)阻燃纖維素膜的熱分解機(jī)理研究表明,納米SiO2的加入吸收了一部分熱量，延緩了纖維素的分解，使其進(jìn)一步脫水形成較多的脫水纖維素

4、，進(jìn)而炭化，使殘余炭量增加，并能夠提供有效的阻隔功能，延緩揮發(fā)性降解產(chǎn)物的逸出，提高了纖維素材料的熱穩(wěn)定性能。加入的N-P 阻燃劑受熱分解，促進(jìn)纖維素提前炭化脫水，奪取纖維素中的氫和氧，生成磷酸、偏磷酸、聚偏磷酸，從而起到阻燃的作用。阻燃纖維素膜的殘留質(zhì)量較未加阻燃劑的纖維素膜殘留質(zhì)量提高了14[％]。殘?zhí)吭诶w維素膜表面形成絕熱炭層，能進(jìn)一步減少纖維素的熱降解，并能隔絕氧，起到阻燃作用。通過對(duì)兩種阻燃劑阻燃機(jī)理及阻燃效果的對(duì)比，發(fā)現(xiàn)納米