三种镁系化合物对木材的阻燃作用及其机理研究

摘要

为研究水合氯化镁、碱式碳酸镁、氢氧化镁对木材的阻燃效果，本文借助锥形量热仪、热重-示差扫描量热同步热分析仪、体式及数字显微镜系统地探讨了此三种物质与木粉混合物的燃烧特性、成炭量及炭产物形态，并分析了三种化合物对木材的阻燃机理。结果表明，三种镁化合物均能明显降低木材的热释放速率和总烟释放量，降幅为分别为29.3-38．2％和58．0-72．0％，表现出较好的阻燃抑烟效果。三种化合物对木材的阻燃作用从高到低为MgCl2·6H20、Mg(OH)2和(MgCO3)4·Mg(OH)2·6H2O。阻燃机理研究表明，Mg(OH)2主要通过在木材开始热解温度附近脱水吸收热量，促进木材成炭，并转变成MgO吸附于木材表面而发挥阻燃作用：MgCl2·6H2O对木材的阻燃作用既包括脱水转变为MgCl2和MgO起凝聚相阻燃作用，又包括分解过程中产生的Cl·与木材热解产生的·H结合为HCI中断燃烧链式反应的气相阻燃作用：碱式碳酸镁通过部分分解为二氧化碳和水而保护木材；碱式碳酸镁与氯化镁混合物在高温下能发生化学反应，同时氯化镁的加入促进碱式碳酸镁的分解，碱式碳酸镁与氯化镁对木材阻燃抑烟具有协效性。