射流等離子體-ASD阻燃劑處理對(duì)落葉松膠合性能的影響研究.pdf

1、為制造具有良好阻燃性能和膠合性能的落葉松結(jié)構(gòu)材，先采用真空加壓的方法對(duì)落葉松進(jìn)行ASD阻燃處理。結(jié)果表明經(jīng)ASD阻燃劑處理后，落葉松總熱釋放量和煙釋放總量顯著降低，降低幅度隨ASD阻燃劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大而提高，綜合阻燃效果和成本考慮，ASD阻燃劑的最佳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50％。經(jīng)ASD阻燃處理落葉松的初始分解溫度有所提前，殘?zhí)柯蕪?8.26％提高到41.06％; ASD阻燃作用主要?dú)w因于對(duì)木材的催化成炭作用。與未處理落葉松比較，ASD阻燃處理落葉松

2、彎曲強(qiáng)度和彎曲彈性模量略微下降，下降幅度最大約為5％，順紋抗壓強(qiáng)度稍有提高，提高幅度最大為4.5％。
　　落葉松經(jīng)ASD阻燃劑處理后測(cè)得的水和二碘甲烷的接觸角都明顯變大，表面自由能明顯降低，潤濕性顯著下降，與水性異氰酸酯膠粘劑(API)膠合測(cè)得的壓縮剪切強(qiáng)度下降43.65％。為解決落葉松經(jīng)ASD阻燃處理后膠合性能變差的問題，對(duì)ASD阻燃處理材進(jìn)行射流等離子體處理。ASD阻燃處理前后的落葉松經(jīng)射流等離子體處理后表面接觸角顯著下降，表

3、面自由能明顯提高，表面潤濕性明顯增強(qiáng)。處理效果和處理高度及處理時(shí)間有關(guān)。隨著處理時(shí)間的延長，落葉松表面接觸角的整體變化過程為先迅速下降，之后下降放緩，最后趨于穩(wěn)定。在保證射流不直接灼燒到木材表面的前提下，處理效果隨著處理高度的降低而提高，這是由于降低處理高度起到增大處理強(qiáng)度的效果。根據(jù)射流等離子體的射流長度以及處理效果和成本的綜合考慮，對(duì)于處理截面尺寸為30mm×25mm的落葉松試件，較佳的處理參數(shù)為:N2處理時(shí)間20s，處理高度15m

4、m;O2處理時(shí)間20s，處理高度25mm; Ar處理時(shí)間20s，處理高度10mm;空氣處理時(shí)間20s，處理高度15mm。
　　采用SEM觀察得出:與未處理材相比，落葉松經(jīng)射流等離子體處理后表面有明顯的刻蝕痕跡，表面粗糙度增加。利用XPS和FTIR分析結(jié)果顯示:落葉松經(jīng)射流等離子體處理后表面C1相對(duì)峰面積減少，C2和C3相對(duì)峰面積增多，有C4出現(xiàn)，氧碳原子數(shù)量比明顯提高，說明落葉松表面含氧官能團(tuán)增多。這些基團(tuán)增強(qiáng)了落葉松表面的親水性

5、，有利于落葉松表面潤濕性的提高。和素材相比，落葉松經(jīng)射流等離子體處理后膠合性能顯著提高，提升幅度從大到小依次為氧氣120.81％、氮?dú)?3.40％、空氣39.09％和氬氣28.93％，ASD阻燃處理落葉松經(jīng)射流等離子體處理后膠合性能也均有提高，提升幅度最大為氧氣45.18％，與射流等離子體處理對(duì)落葉松潤濕性的影響基本一致。
　　ASD阻燃處理前后的落葉松經(jīng)氮?dú)?、氧氣、氬氣和空氣四種等離子體改性后，表面自由能都隨放置時(shí)間的推移逐漸降