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聚磷酸铵阻燃剂对森林可燃物阻燃作用的研究

作　者: 胡红丹
导　师: 李丽萍
学　校: 东北林业大学
专　业: 高分子化学与物理
关键词: 松针改性聚磷酸铵硼酸复合阻燃剂阻燃性能
分类号: TQ314.248
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

防火剂是一种阻止可燃物着火或使火焰难以蔓延的化学物质。使用防火剂对森林可燃物进行阻燃处理,使其成为难燃、不燃物质,就能够预防和延缓森林火灾的发生和发展。聚磷酸铵(APP)是一种P-N阻燃元素含量高、热稳定性能好,产品近乎中性的无卤阻燃剂,能与其他物质复配,阻燃性能持久,无毒抑烟。低聚磷酸铵水溶性好,养分易于被作物吸收利用,但由于其聚合度低,不能达到好的阻燃效果,需要通过改性和与其他物质进行复配来提高其阻燃效果。本研究通过采用不同的改性剂(十二烷基硫酸钠,KH-570,环糊精)对低聚磷酸铵进行改性,分别用改性后的聚磷酸铵对油松松针进行阻燃处理,对阻燃后的松针做热重分析和锥形量热分析得出结论KH-570改性的聚磷酸铵对松针的阻燃效果相对最好,并确定了阻燃剂的最佳浓度为8%。本研究也对聚磷酸铵与其他物质复配阻燃做了研究,分别用其他的可溶性阻燃剂(硫酸铝,氯化镁,氯化钙,硼砂,硼酸)与聚磷酸铵进行复配,使其产生协效效应,分别用复配后的阻燃剂对油松松针进行阻燃处理,同样对阻燃后的松针做热重分析和锥形量热分析得出结论：聚磷酸铵与硼酸(BA)复配的阻燃剂对松针的阻燃效果最好,并确定了阻燃剂的相对最佳浓度为5%,两种阻燃剂的最佳配比为聚磷酸铵：硼酸=3：2。通过前两个结论的对比,聚磷酸铵与硼酸复配的阻燃剂的阻燃效果明显优于其他的阻燃剂,表现出显著的阻燃作用和抑烟作用。选出了阻燃效果最好的阻燃剂后继续研究这种阻燃剂对不同森林可燃物的阻燃性能的影响：聚磷酸铵与硼酸复配的阻燃剂分别对红松,落叶松,樟子松,白桦树,水曲柳,蒙古栎进行阻燃处理,分别通过热重分析和锥形量热来解析聚磷酸铵与硼酸复配的阻燃剂对这几种森林可燃物的阻燃效果。结果表明了APP/BA复合阻燃剂对松针的阻燃中对落叶松的阻燃效果最好,在对阔叶树叶的阻燃中白桦树落叶的阻燃效果最好。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
1 绪论  10-19
  1.1 可燃物研究现状概况  10-11
    1.1.1 生物质可燃物热解与燃烧特性的研究现状  10-11
    1.1.2 生物质可燃物中森林可燃物阻燃的研究现状  11
  1.2 世界森林草原火灾的概况  11-14
    1.2.1 世界各国的森林草原火灾概况  12-14
    1.2.2 我国的森林草原火灾概况  14
  1.3 国内外森林防火对策  14-15
  1.4 森林化学防火剂的发展趋势  15-16
  1.5 聚磷酸铵的研究概况  16-17
  1.6 复合阻燃剂的应用简介  17
  1.7 本课题研究的意义及内容  17-19
    1.7.1 课题研究的意义  17-18
    1.7.2 论文研究内容  18-19
2 改性聚磷酸铵的制备及其在油松松针阻燃中的应用研究  19-29
  2.1 实验设备及仪器  19
    2.1.1 实验材料  19
    2.1.2 实验设备及仪器  19
  2.2 样品的制备  19-20
    2.2.1 不同改性剂改性聚磷酸铵阻燃油松松针样品的制备  19-20
    2.2.2 不同浓度阻燃液阻燃松针样品的制备  20
  2.3 热重分析测试  20-21
  2.4 灼烧残重率的测定  21
  2.5 改性聚磷酸铵阻燃液对油松松针样品的阻燃性能的测试  21
  2.6 结果与讨论  21-27
    2.6.1 不同改性剂改性聚磷酸铵阻燃剂对油松松针热降解行为的影响  21-23
    2.6.2 不同浓度改性聚磷酸铵阻燃液对油松松针灼烧残重率的影响  23-24
    2.6.3 改性聚磷酸铵阻燃液阻燃油松松针样品的锥形量热结果分析  24-27
  2.7 本章小结  27-29
3 聚磷酸铵复配阻燃剂在油松松针阻燃中的应用研究  29-40
  3.1 实验材料与设备  29
    3.1.1 实验原料  29
    3.1.2 实验设备及仪器  29
  3.2 样品的制备  29-30
    3.2.1 不同阻燃剂与APP复配阻燃液的配制  29-30
    3.2.2 不同浓度的APP/硼酸复合阻燃液的配制  30
    3.2.3 不同比例APP/硼酸复配阻燃液的配制  30
  3.3 分析测试  30-31
  3.4 结果与讨论  31-39
    3.4.1 不同阻燃剂与聚磷酸铵复配阻燃油松松针样品的热降解行为分析  31-32
    3.4.2 不同比例的复合阻燃剂阻燃油松松针样品的残重率结果分析  32
    3.4.3 不同比例的复配阻燃剂阻燃油松松针样品的热重分析  32-33
    3.4.4 不同浓度的复合阻燃剂阻燃油松松针样品的灼烧残重率的分析  33-34
    3.4.5 复合阻燃剂(APP/BA)阻燃油松松针样品的锥形量热分析  34-39
  3.5 本章小结  39-40
4 复合阻燃剂在其他松针中的阻燃应用  40-49
  4.1 实验材料与设备  40
    4.1.1 实验材料  40
    4.1.2 实验仪器  40
  4.2 实验过程  40-41
    4.2.1 实验样品的制备  40
    4.2.2 分析测试  40-41
  4.3 结果与讨论  41-48
    4.3.1 复合阻燃剂对不同松针的残重率的影响  41-42
    4.3.2 复合阻燃剂对不同松针的热重分析的影响  42-43
    4.3.3 复合阻燃剂对不同松针的锥形量热的影响  43-44
    4.3.4 复合阻燃剂对不同松针的燃烧性能的影响  44-48
  4.4 本章小结  48-49
5 复合阻燃剂在其他阔叶树落叶中的阻燃应用  49-56
  5.1 实验材料与设备  49
    5.1.1 实验材料  49
    5.1.2 实验仪器  49
  5.2 实验过程  49-50
    5.2.1 实验样品的制备  49
    5.2.2 分析测试  49-50
  5.3 结果与讨论  50-55
    5.3.1 复合阻燃剂对不同树种落叶的残重率的影响  50-51
    5.3.2 复合阻燃剂对不同树种落叶的热重分析的影响  51-52
    5.3.3 复合阻燃剂对不同树种落叶的锥形量热的影响  52-54
    5.3.4 复合阻燃剂对不同树种落叶的燃烧性能的影响  54-55
  5.4 本章小结  55-56
结论  56-57
参考文献  57-62
攻读学位期间发表的学术论文  62-63
致谢  63-64

聚磷酸铵阻燃剂对森林可燃物阻燃作用的研究

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