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《浙江大学》 2010年
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硅溶胶对杉木的阻燃改性研究

楼超超  
【摘要】: 木材作为一种天然资源,具有环保、可再生、美观、力学性能出色等特性,如今在建筑行业正重新得到人们的关注。我国对天然林资源的保护越来越重视,使得速生人工林木材在人造板、门窗、家具等行业所占比重不断提升。木材最重要的缺点之一就是易着火燃烧,因此对速生木材的阻燃处理具有重大的意义。 目前主要的阻燃剂可分为有机阻燃剂、无机阻燃剂和树脂型阻燃剂几大类。有机阻燃剂阻燃效率较高,不过价格昂贵,且燃烧时释放有毒气体。无机阻燃剂无毒无害,但阻燃效率相对较低,抗流失性能差。树脂型阻燃剂采用树脂与无机阻燃剂的复合改善了其抗流失性能,国内刚投入工业化生产,应用还不成熟。阻燃剂的研究将朝着低毒抑烟、复合高效、纳米化的方向发展。国内外有学者采用硅溶胶处理木材,邱坚等人有关紫椴、桤木的研究表明,相比素材,木材/SiO_2气凝胶复合材阻燃性能大有提高。总的说来,目前国内外关于硅溶胶作为阻燃剂处理木材的研究报道很少。 在本研究的实验中,针对我国南方最主要的速生人工林树种杉木,采用成品硅溶胶(SiO_2溶胶)对其进行浸渍处理,干燥得到木材/SiO_2干凝胶复合材。研究了在较低压力下(0.5MPa以下),浸渍时间、压力、种内材质差异及试件初始含水率等因素对浸渍效果的影响;采用锥形量热仪对杉木试件进行燃烧试验,分析硅溶胶改性处理对杉木阻燃性能的影响;对处理试件进行力学性能、防腐蚀性能、尺寸稳定性、吸湿性、抗浸提值等方面的测试,更综合地评价阻燃改性处理对木材性能的影响。 研究结果: 1)随着浸渍时间增加,载药率和浸渍深度增加,4h后变化不明显,0.5h为较合适的浸渍时间;同种木材,试样的材质差异也会显著地影响浸渍处理效果;0.5MPa以下浸渍压力的试验表明:压力对浸渍效果影响明显,同时间载药率随着压力增大明显增加;浸渍处理时,木材试件初始含水率若低于气干含水率(14%-17%),则对浸渍效果影响很小。 2)电子显微镜扫描结果表明:改性处理后木材内部基本结构未发生改变,硅溶胶对木材细胞壁和细胞腔有所填充,在导管内连续分布。 3)采用锥形量热仪的燃烧试验表明硅溶胶的改性处理可以较为显著地改善杉木的阻燃性能;改性木材在力学性能、防腐蚀、尺寸稳定性等方面略有提升,略有提升;改性剂硅溶胶具有非常好的抗流失性能。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TU545

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【引证文献】
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