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本征阻燃型木材纤维的制备及其性能研究OA

Preparation and Properties of Intrinsic Flame-retardant Wood Fibers

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针对木材纤维易燃的问题,采用反应型三元低共熔溶剂(DES)对其改性,制备了本征阻燃型木材纤维,并探究处理温度对纤维结构与性能的影响规律.利用傅里叶红外变换光谱(FT-IR)、X 射线衍射(XRD)、X 射线光电子能谱(XPS)和扫描电子显微镜结合能量色散光谱(SEM-EDS)表征了阻燃改性木材纤维的化学结构,同时利用热重(TG)、极限氧指数(LOI)和微型燃烧量热仪表征了纤维的热学和阻燃性能.研究结果表明:阻燃改性木材纤维化学结构中出现了 P/N 特征峰,证明了 DES 的成功接枝.随着处理温度的升高,木材纤维在800℃下的残炭率逐渐提高,最大热释放速率和总热释放量逐渐降低.与未改性木材纤维相比,130℃的改性样品残炭率从24.2%提高到49.23%;LOI 从20.7%提高到46.3%,提高了123.7%;最大热释放速率和总热释放量分别从126.8 W/g和9.0 kJ/g 降低到22.7 W/g 和0.4 kJ/g,改性木材纤维的阻燃性能显著提升.

Aiming at the flammability issue of wood fibers,intrinsic flame-retardant wood fibers were prepared by modifying it with reactive ternary deep eutectic solvent(DES),and the influence of treatment temperature on fiber structure and properties was investigated.The chemical structure of flame-retardant modified wood fibers was characterized with Fourier transform infrared spectrometer(FT-IR),X-ray diffraction(XRD),X-ray photoelectron spectroscopy(XPS),and scanning electron microscopy combined with energy dispersive spectroscopy(SEM-EDS).The thermal and flame-retardant properties of the fibers were also tested using thermogravimetric(TG),limit oxygen index(LOI)and cone calorimetry.The results indicated that P/N characteristic peaks appeared in the chemical structure of flame-retardant modified wood fibers,proving the successful grafting of reactive DES.With the increase of processing temperature,the residual carbon rate of wood fibers at 800℃gradually increased,the maximum heat release rate and total heat release gradually decreased.Compared with the unmodified wood fiber,the carbon residue rate of the modified sample at 130℃increased from 24.2%to 49.23%.The value of LOI increased from 20.7%to 46.3%with a rise of 123.7%.The maximum heat release rate and total heat release decreased from 126.8 W/g and 9.0 kJ/g to 22.7 W/g and 0.4 kJ/g,respectively.The flame-retardant properties of modified wood fibers had been significantly improved.

康宴华;李晓;陈健;杨兆哲;吴国民;孔振武

中国林业科学研究院 林产化学工业研究所||江苏省生物质能源与材料重点实验室||国家林业和草原局林产化学工程重点实验室||林木生物质低碳高效利用国家工程研究中心,江苏 南京 210042||南京林业大学 江苏省森林资源高效加工利用协同创新中心,江苏 南京 210037中国林业科学研究院 林产化学工业研究所||江苏省生物质能源与材料重点实验室||国家林业和草原局林产化学工程重点实验室||林木生物质低碳高效利用国家工程研究中心,江苏 南京 210042||南京林业大学 江苏省森林资源高效加工利用协同创新中心,江苏 南京 210037中国林业科学研究院 林产化学工业研究所||江苏省生物质能源与材料重点实验室||国家林业和草原局林产化学工程重点实验室||林木生物质低碳高效利用国家工程研究中心,江苏 南京 210042中国林业科学研究院 林产化学工业研究所||江苏省生物质能源与材料重点实验室||国家林业和草原局林产化学工程重点实验室||林木生物质低碳高效利用国家工程研究中心,江苏 南京 210042中国林业科学研究院 林产化学工业研究所||江苏省生物质能源与材料重点实验室||国家林业和草原局林产化学工程重点实验室||林木生物质低碳高效利用国家工程研究中心,江苏 南京 210042中国林业科学研究院 林产化学工业研究所||江苏省生物质能源与材料重点实验室||国家林业和草原局林产化学工程重点实验室||林木生物质低碳高效利用国家工程研究中心,江苏 南京 210042

化学化工

低共熔溶剂木材纤维本征阻燃制备

deep eutectic solventwood fibersintrinsic flame retardantpreparation

《林产化学与工业》 2026 (4)

35-40,6

国家重点研发计划资助项目(2024YFD2201500)

10.20195/j.issn.0253-2417.2025059

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