SiO_2_APP复合凝胶在木材中的原位生成及其阻燃抑烟特性.pdf

【文章标题】：SiO_2_APP复合凝胶在木材中的原位生成及其阻燃抑烟特性 【文章摘要】：本研究通过高强度微波预处理木材，提高其渗透性，然后采用加压浸渍技术将硅源前驱物与聚磷酸铵（APP）混合液引入木材孔道中，经缩合和干燥处理后，原位生成SiO_2/APP复合凝胶。这种复合凝胶在木材中表现出优异的阻燃和抑烟性能，降低了热释放量、烟释放量和一氧化碳释放量。 【关键词】：木材阻燃，复合凝胶，原位生成，抑烟减毒 【正文】： 随着木材在建筑、家具和室内装饰中的广泛应用，其阻燃处理的重要性日益凸显。然而，未经阻燃处理的木材在火灾中容易燃烧，释放大量热量，加剧火势。传统的阻燃方法如表面涂覆或浸渍处理存在局限性，如影响木材装饰性，阻燃效果不持久。特别是浸渍处理中使用的水溶性无机盐类阻燃剂，如APP，在潮湿环境下易流失，降低阻燃效果。 针对这些问题，研究者采用了SiO_2/APP复合凝胶技术。SiO_2凝胶是一种轻质纳米多孔材料，具有良好的耐火、隔热和催化性能。通过微波预处理木材，打开细胞结构，提高木材对阻燃剂的吸收能力。然后，将硅源前驱物和APP溶液按一定比例混合，浸渍到木材中，通过化学反应形成SiO_2/APP复合凝胶，这既解决了阻燃剂的引入问题，又减少了单一阻燃剂带来的烟雾和毒性问题。 实验结果显示，SiO_2/APP复合凝胶显著提升了木材的阻燃性能。例如，当硅源与APP的质量比为1:8时，木材在点燃155秒后熄灭，总热释放量降低93.6%，总烟释放量和CO平均释放量分别降低61.6%和53.9%。当比例为1:9时，木材在实验条件下30分钟内未被点燃，表现出极佳的阻燃性。此外，通过对阻燃处理木材进行抗流失实验，发现该复合凝胶能增强木材的抗流失性，延长阻燃时效。 这项研究创新性地结合了SiO_2凝胶的特性与APP的阻燃效果，为实木阻燃提供了新的解决方案。通过原位生成的复合凝胶，不仅可以抑制燃烧时的烟雾生成，减少毒性物质释放，还增强了阻燃剂在木材内部的稳定性，从而提高了阻燃木材的综合性能。这一成果对拓宽木材应用范围，降低火灾损失和人员伤亡具有重要意义。 总结起来，SiO_2/APP复合凝胶在木材阻燃领域的应用，通过微波预处理和浸渍工艺，实现了阻燃剂的高效引入和持久保持，同时优化了木材的阻燃和抑烟性能。这种方法有望成为未来木材阻燃处理的一个重要方向，对于提升木材安全性和环保性具有深远影响。