隨著人民生活水平的不斷提高 ,普通住宅、賓館和別墅等的室內裝飾發展迅猛。初略推算每年有1 0 0 0萬個新家庭誕生 ,還有 2 50 0多家賓館、 2萬余家旅館和招待所要裝修改建[1 ]。膠合板作為我國室內裝飾的主要材料 ,其產量和需求量都在急劇增長。我國膠合板產量從 1 980年的 3 3 0 0萬ｍ3到1 997年的 758 45萬ｍ3,呈現大幅度增長的趨勢 ,預計 2 0 0 0年我國膠合板消費量至少可達 1 0 0 0萬ｍ3,到 2 0 0 5年可達 1 550萬ｍ3。但易燃性是普通膠合板的致命弱點 ,因此在許多領域的使用上受到限制。建筑、船和車等內部裝修重要部位所用木質材料都要求達到一定的難燃等級。公安部于 1 986年頒布的《建筑消防管理規則》第 1 4條明確規定 ,高層建筑的高級賓館、飯店、醫院病房和民用住宅的室內裝修以及用作各類防火門的表板、防火家具的制作必須用非燃或難燃材料[2 ]。同時國家標準(ＧＢ50 2 2 2 95)《建筑內部裝修設計防火規范》明確規定膠合板被列為可燃材料 ,必須進行阻燃處理才能使用[3]。由此可見 ,阻燃膠合板的研究和開發具有廣闊的市場和重要的現實意義。
1 膠合板的燃燒理論
關于膠合板的燃燒理論 ,目前尚無詳細報道。但膠合板是一種木質材料 ,其燃燒過程與木材基本上是相似的。
木質材料是固體可燃物 ,其燃燒過程與氣體和液體不同。氣體和液體的燃燒是均相燃燒 ,而木質材料的燃燒需要通過熱分解生成可燃氣體而形成氣相燃燒。熱分解剩余的殘渣———碳的燃燒是固相燃燒。此過程被稱為非均相燃燒[4]。木材燃燒過程包括一系列復雜的物理和化學反應[5]。加熱溫度在 1 0 0～ 2 0 0℃ ,木材中碳水化合物開始分解 ,產生二氧化碳氣體、水蒸汽和少量可燃性氣體 (一氧化碳 )等。在這個過程中木材吸收的熱量大于放出的熱量 ,無明顯的燃燒現象。當溫度達 2 80℃時 ,木材開始真正熱分解 ,分解出一氧化碳、甲烷、乙烯和乙炔等可燃性氣體。伴隨著煙的產生 ,燃燒由吸熱反應轉入放熱反應。到 3 2 0℃時 ,木材化學組成發生巨大變化 ,但仍保持木材細胞及組織的結構 ,煙生成中止 ,進入了炭化階段[6 ]。當溫度高于 450℃以上 ,熱分解的殘余物質炭表面與氧反應形成固相燃燒。在實際火災中木質材料的燃燒溫度可高達 80 0～ 1 3 0 0℃[7]。膠合板中有膠層 ,膠粘劑中有一定量的氮和氯元素的化合物 ,具有一定的耐燃性 ,因而膠合板的燃燒過程與木材燃燒不盡相同 ,其具體的燃燒過程和燃燒理論有待進一步研究。
2 膠合板阻燃機理
膠合板的阻燃機理與木材阻燃機理相類似。目前已有不少關于木材阻燃機理的論述[5, 8]。現歸納如下。
2 1 障礙理論
依靠阻燃劑的表面覆蓋作用阻止木材 (或膠合板 )表面與周圍環境進行物質和能量交換 ,既切斷了氧氣的供給 ,又抑制了可燃性氣體的產生 ,有效地減緩了木材的熱分解。
2 2 熱理論
由于阻燃劑在木材 (或膠合板 )中起散熱、吸熱和隔熱作用 ,有效地抑制木材 (或膠合板 )達到熱分解溫度和著火。
2 3 不燃氣體稀釋理論
阻燃劑受熱時分解出不燃氣體而降低燃燒面周圍 (或阻燃膠合板外層 )的熱量。同時 ,不燃性氣體稀釋了可燃性氣體的濃度 ,干擾了燃燒連鎖反應。
2 4 自由基捕獲理論
鹵素系列等阻燃劑在熱分解溫度下能生成活性很高的游離基。這些游離基能捕獲木材燃燒時釋放出的活性極強的ＯＨ自由基和Ｈ離子 ,干擾燃燒連鎖反應。
2 5 增炭理論 (或揮發物降低理論 )
阻燃劑催化木材熱解過程 ,使它朝著產炭量增加和可燃性氣體減少的方向發展 ,以形成表面和木炭保護層并抑制了有焰燃燒。至今尚不能解釋所有阻燃劑作用的統一機理 ,只能根據具體現象選擇某一個或幾個機理的綜合作用加以解釋。
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