竹束热处理对CS/APP自组装重组竹阻燃抑烟性能的影响

摘要

壳聚糖(CS)/聚磷酸铵(APP)层层自组装(LBL)是一种表面改性工艺,通过对竹束单元进行热处理,研究其对CS-TiO_(2)/APP自组装重组竹(BS)的阻燃抑烟性能的影响及协同关系。采用不同热处理温度(160、180℃)和处理时间(2、3、4 h)对竹束单元进行水蒸气保护的热处理,首先对不同的竹束特性进行研究,优选竹束热处理工艺条件,然后在竹束表面进行CS-TiO_(2)/APP自组装后制备重组竹,分析热处理对重组竹阻燃抑烟性能的影响及与LBL阻燃层的协同作用。结果表明,热处理后的竹束热稳定性提高,同时表面阻燃涂层增重率相比未热处理提高了27.0%,LBL后的极限氧指数较未热处理直接负载的提高了14.4%。综合不同热处理工艺下竹束的特性以及和负载LBL涂层的竹束阻燃效果,确定160℃下3 h为重组竹的热处理工艺条件。通过锥形量热测试,热处理后的BS(W-HT)重组竹较BS重组竹,燃烧热释放速率峰值pk-HRR降低了30.1%,产烟速率pk-SPR峰值降低了50.8%,热处理后的BS(W-HT)/CS-TiO_(2)/APP重组竹与BS/CS-TiO_(2)/APP重组竹比较,pk-HRR降低了9.7%,pk-SPR降低了36.4%,CO产量峰值降低了24.15%。竹束热处理后的重组竹具有较好的阻燃抑烟效果,并且和CS-TiO_(2)/APP层层自组装具有良好的协同作用,提高了竹束表面的CS-TiO_(2)/APP自组装阻燃涂层的负载,减少了BS/CS-TiO_(2)/APP重组竹板材的烟释放和有毒气体的生成。