阻燃处理木构件性能研究开题报告

1. 研究目的与意义

随着木结构建筑在我国的大力推广应用，木材的防火性能等诸多因素也不断地受到人们的重视，因此研究合理浸注处理工艺，经过阻燃处理的木材变成难燃烧体，满足国家对木结构用材的规定，而且还兼具提高耐火极限的功能，同时给木结构建筑这种新兴的建筑形式开发出丰富的建筑材料，有利于降低成本，满足国内对木结构建筑的需要至关重要。

2. 国内外研究现状分析

木构件的阻燃处理离不开对木材阻燃理论、阻燃方法和阻燃剂的研究。木材阻燃的理论基础是阻燃机理，科研工作者提出的阻燃理论主要有覆盖理论、气体理论、热理论、化学理论，而木材阻燃的处理方法中，向木材中浸渍阻燃剂是最常用、高效的一种。目前广泛使用阻燃剂的类型有：无机阻燃剂、有机阻燃剂、树脂型阻燃剂。卤系阻燃剂少量使用就能赋予木质材料很好的阻燃效果,是目前应用最广泛、最有效的阻燃剂之一，然而研究表明其燃烧后的烟雾毒性很大，因此开发新型阻燃剂迫在眉睫。李燕云等讨论了金属氢氧化物作为木材阻燃剂的可能性，认为这种阻燃剂在高温下能分解释放出水分子，因而可延缓材料的热降解速度，减缓或抑制材料的燃烧，并促进炭化和抑烟;另外，释放出的大量水汽可稀释可燃气体的浓度，使系统放热减小，燃烧中断。王清文开发的新型FRW木材阻燃剂在阻燃、防腐、防虫、无毒和无公害方面效果显著，成为我国木材阻燃行业的新亮点。Nicole M. Stark等研究了氢氧化镁、磷酸铵和硼酸锌阻燃剂处理的木材聚乙烯复合材料的性质，结果表明氢氧化镁和磷酸铵对WPC的阻燃性能提升很大，硼酸锌的阻燃效果是三者中最小的。

随着纳米技术的发展，纳米阻燃剂的研究在木材行业也不断升温。苏达根等以Zn(NO₃)₂6H₂O和Na₄B₄O₇10H₂O为主要原料,通过共沉淀法制备纳米硼酸锌, 并用其处理桦木粉，结果表明，纳米硼酸锌对桦木木粉成炭具有很强的促进作用。楼超超等采用成品硅溶胶(二氧化硅溶胶)对杉木其进行浸渍处理，干燥得到木材/二氧化硅干凝胶复合材，并采用锥形量热仪对杉木试件进行燃烧试验，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，木材在力学性能、防腐蚀、尺寸稳定性等方面略有提升，而改性剂硅溶胶得抗流失性能也比其他阻燃剂好。

3. 研究的基本内容与计划

2010年12月~2011年3月：开题及修改，准备材料、设备。

2011年4月~2011年6月：木材浸渍处理试件，得到阻燃处理的木材并分析阻燃木材的阻燃性能（根据实验需要，配置质量分数为15%的FRW阻燃剂溶液，把不同规格的落叶松和SPF（松木）试件放进浸渍装置，做不同温度、时间的浸泡实验，测其载药率，并分别选出最佳温度和时间，再测两种木材的抗弯强度和弹性模量，最终加以分析）。

4. 研究创新点