壳聚糖-聚磷酸铵层层自组装阻燃竹材的制备及阻燃性能

作者：曹旭东; 刘娇; 雒翠梅; 母军^*

来源：东北林业大学学报, 2023, 51(06): 131-139.

DOI：10.13759/j.cnki.dlxb.2023.06.012

• 层层自组装技术
• 竹材
• 聚磷酸铵
• 壳聚糖
• 阻燃性能

采用去竹青竹黄、规格为25 mm×100 mm×6 mm、3年生的毛竹作为基材，按照试验设计方案，以壳聚糖质量分数为1%配制壳聚糖(CS)成膜液，按照w(壳聚糖)∶w(聚磷酸铵)=1∶1、w(壳聚糖)∶w(聚磷酸铵)=1∶3、w(壳聚糖)∶w(聚磷酸铵)=1∶5、w(壳聚糖)∶w(聚磷酸铵)=1∶7的质量分数比配制聚磷酸铵(APP)成膜液，采用层层自组装的方法在竹材表面涂覆了壳聚糖-聚磷酸铵(CS-APP)复合膜层。确定优化质量分数比后，制备壳聚糖-聚磷酸铵自组装处理层数为5、10、15、20层的样品。采用扫描电子显微镜、能谱仪、红外光谱仪对壳聚糖-聚磷酸铵自组装阻燃竹材样品的表层微观形貌和化学成分进行了分析，通过锥形量热仪测试分析了不同自组装膜层数的竹材样品的阻燃性能。结果表明：壳聚糖-聚磷酸铵的优化质量分数比例为1∶7;壳聚糖-聚磷酸铵阻燃膜层竹材具有较好的热稳定性；经壳聚糖-聚磷酸铵复合阻燃剂处理的竹材阻燃性能随着自组装膜层数的增加逐渐增强。与未处理样品相比，自组装膜层数为5、10、15、20层的样品点燃时间分别提升了20.0%、50.0%、80.0%、90.0%,热释放速率峰值(pk-HRR)分别下降13.0%、17.7%、20.8%、22.7%,总热释放量(THR)值分别降低10.3%、9.9%、13.9%、14.5%,热释放率峰值出现时间向后推迟0～35 s, CO、CO2释放速率也有所降低。壳聚糖-聚磷酸铵自组装处理增强了竹材的阻燃性能。

• 出版日期2023
• 单位北京林业大学