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木质素基阻燃剂改性聚氨酯保温材料的制备及性能

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复合材料学报 2024年

作者：吴玉涛王冰冰田飞宇陈秀兰朱春锋徐信武林业资源高效利用协同创新中心材料科学与工程学院南京林业大学大亚人造板集团有限公司

建筑保温材料的阻燃抑烟性能事关消防安全。本研究基于聚磷酸铵（APP），针对其界面相容性和抑烟性能差的问题，利用碱木素（AL）、双（4-异氰酸酯基苯基）甲烷（MDI），制备了核壳结构的膨胀型阻燃剂APP@AL（APP:MDI:AL为9:2:1），并... 详细信息

建筑保温材料的阻燃抑烟性能事关消防安全。本研究基于聚磷酸铵（APP），针对其界面相容性和抑烟性能差的问题，利用碱木素（AL）、双（4-异氰酸酯基苯基）甲烷（MDI），制备了核壳结构的膨胀型阻燃剂APP@AL（APP:MDI:AL为9:2:1），并应用于硬质聚氨酯（RPU）泡沫保温材料的阻燃处理（添加量25wt%）。通过SEM-EDS、XPS、FT-IR等方法分析APP@AL的结构及组成，采用锥形量热仪（CONE）、热重（TG）等仪器分析了阻燃抑烟性能。结果表明，APP@AL与RPU泡沫基体具有良好的界面相容性。与添加APP的RPU泡沫复合材料相比，APP@AL改性RPU泡沫复合材料的抗压强度显著提高（达31.8%），导热系数降低（7.0%）；此外，CONE测试表明，平均放热速率和总放热量分别降低27.2%和24.4%，同时抑烟性能显著增强（总产烟量减少 47.6%，总CO产量降低 57.0%）。TG分析表明，APP@AL阻燃剂的热稳定性明显高于APP，且更有助于构建稳定的残炭层。综上，木质素基膨胀型阻燃剂对RPU泡沫保温材料具备优异的阻燃抑烟作用。

关键词：保温材料硬质聚氨酯泡沫木质素基阻燃剂核壳结构抑烟性能协同阻燃

端羧基丁腈橡胶增韧改性酚醛树脂的化学结构及胶合性能

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林业工程学报 2024年第5期9卷 36-43页

作者：朱春锋田飞宇吴玉涛靳愿愿徐信武南京林业大学林业资源高效加工利用协同创新中心南京210037

酚醛(PF)树脂胶合强度高、耐水(湿)耐候性强、阻燃性能较好,但固化后的PF树脂呈现出高聚合度三维网络结构,脆性较高、韧性不足,胶层在外力特别是冲击载荷作用下易于产生裂纹并迅速扩展,导致胶层开裂甚至失效。针对PF树脂胶黏剂固化后脆... 详细信息

酚醛(PF)树脂胶合强度高、耐水(湿)耐候性强、阻燃性能较好,但固化后的PF树脂呈现出高聚合度三维网络结构,脆性较高、韧性不足,胶层在外力特别是冲击载荷作用下易于产生裂纹并迅速扩展,导致胶层开裂甚至失效。针对PF树脂胶黏剂固化后脆性大、韧性差的不足,探究引入端羧基丁腈橡胶(CTBN)对其增韧改性(添加量5%~25%)后试制杨木胶合板。通过傅里叶变换红外光谱、X射线衍射、固体核磁等方法分析表明,CTBN柔性链段不仅有效嵌入PF树脂固化体,而且通过活性端基(—COOH)与PF树脂羟甲基发生接枝反应。纳米压痕测试结果表明,随着CTBN添加量的增加,PF树脂固化体的硬度和杨氏模量均出现下降趋势,表明改性PF树脂固化体具有良好的韧性。胶合强度结果表明,当CTBN添加量为15%时,干胶合强度提升幅度最大,达到了110.5%;当CTBN添加量为5%时,湿胶合强度提升幅度最大,达到了48.33%。数字散斑结果表明,CTBN的加入有效减少了杨木胶合板受到外力作用时胶层应力集中的现象。研究结果证实了CTBN增韧PF树脂并提高木材胶合性能的理论和技术可行性。

关键词：酚醛树脂增韧改性端羧基丁腈橡胶纳米压痕

木材界面液化的自胶合工艺参数对胶合性能的影响

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东北林业大学学报 2011年第10期39卷 77-80页

作者：徐信武汤正捷周坤杨刚梁春俏赵科南京林业大学南京210037

针对木材的自胶合,引入溶剂催化液化法,以杨木和桉木单板为原料,进行了界面液化自胶合试验。分析了液化剂种类(苯酚、丙三醇)、涂布量(150、300、450 g/m2)、热压温度(125、150、175℃)、热压时间(10、15、20min)和树种(杨木、桉木)5个... 详细信息

针对木材的自胶合,引入溶剂催化液化法,以杨木和桉木单板为原料,进行了界面液化自胶合试验。分析了液化剂种类(苯酚、丙三醇)、涂布量(150、300、450 g/m2)、热压温度(125、150、175℃)、热压时间(10、15、20min)和树种(杨木、桉木)5个因子对胶合剪切强度的影响。结果表明:利用液化方法在木材表面构造黏稠过渡层以取代木材界面,实现木材的自胶合在技术上完全可行;单板树种对液化胶合性能有明显影响,在试验的工艺条件下,桉木的胶合性能优于杨木;丙三醇液化胶合性能高于苯酚;热压温度和时间对苯酚液化胶合性能的影响不明显,而对丙三醇影响明显。建议就木材界面液化自胶合的机理开展进一步深入研究。

关键词：木材液化自胶合苯酚丙三醇

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人造板中甲醛在室内散发的数学模型

南京林业大学学报（自然科学版） 2000年第3期24卷 32-36页

作者：张文濡王军徐信武马连祥南京林业大学南京210037

建立人造板中甲醛在室内散发的数学模型 ,给出模型中各参数的物理意义和测量方法。在此基础上 ,提出评价人造板甲醛散发过程的两个指标 ,得到甲醛含量随时间变化的不等式估计以及居室达到环境质量标准的时间估计。

关键词：人造板甲醛散发数学模型居室环境质量

聚磷酸铵分层阻燃处理对杨木大片刨花板性能的影响

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林业工程学报 2023年第3期8卷 71-78页

作者：毛威田飞宇朱春锋徐德良贾翀徐信武南京林业大学材料科学与工程学院南京210037

针对传统均混阻燃剂工艺对刨花板性能的不利影响以及刨花板燃烧由表及里发展的特点,采用“表-芯-表”分层施加阻燃剂的方法制备阻燃大片刨花板。将总质量分数为12.5%的聚磷酸铵(APP)阻燃剂引入大片刨花板中,调控大片刨花板每层阻燃剂添... 详细信息

针对传统均混阻燃剂工艺对刨花板性能的不利影响以及刨花板燃烧由表及里发展的特点,采用“表-芯-表”分层施加阻燃剂的方法制备阻燃大片刨花板。将总质量分数为12.5%的聚磷酸铵(APP)阻燃剂引入大片刨花板中,调控大片刨花板每层阻燃剂添加量,探究分层阻燃工艺对大片刨花板内结合强度、静曲强度、弹性模量及吸水厚度膨胀率等物理性能的影响。采用锥形量热仪表征产品的燃烧特性,并对大片刨花板燃烧后残炭的组成进行了分析。结果表明:分层施加阻燃剂有效调控了大片刨花板的力学性能和吸水厚度膨胀率,弹性模量均比未添加阻燃剂板材高226 MPa以上;分层工艺中APP424内结合强度和静曲强度提升最高,与均混工艺相比,分别提升0.15和8.59 MPa;无机阻燃剂APP在表层的施加量会影响大片刨花板的静曲强度,在芯层的施加量会影响大片刨花板的内结合强度;分层施加阻燃剂对大片刨花板的阻燃性能提升明显,第2放热峰延缓了255~435 s,且火灾危险性明显下降,其中APP343(上、下表层各施加质量分数为3.75%的APP,芯层施加5%的APP)防火安全性最佳;分层施加阻燃剂有效提高了阻燃大片刨花板的气相阻燃效果,且并未明显影响大片刨花板的凝聚相阻燃性能。采用分层阻燃工艺方法,有效降低了阻燃剂对大片刨花板力学性能的影响,同时更有利于在燃烧初期遏制燃烧进程。

关键词：阻燃刨花板分层铺装力学性能燃烧特性磷氮类阻燃剂

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纳米蒙脱土改性酚醛树脂胶黏剂对大片刨花板性能的影响

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林业工程学报 2023年第4期8卷 35-42页

作者：田飞宇毛威朱春锋徐德良贾翀徐信武南京林业大学材料科学与工程学院南京210037

传统阻燃剂在人造板中的应用已经十分成熟,但传统阻燃剂施加量较高、显著削弱胶合性能的问题一直未得到合理解决。将纳米蒙脱土加入胶黏剂中则为解决该问题提供了技术可能。为此,这项工作的重点是将纳米材料蒙脱土分散在酚醛(PF)树脂中... 详细信息

传统阻燃剂在人造板中的应用已经十分成熟,但传统阻燃剂施加量较高、显著削弱胶合性能的问题一直未得到合理解决。将纳米蒙脱土加入胶黏剂中则为解决该问题提供了技术可能。为此,这项工作的重点是将纳米材料蒙脱土分散在酚醛(PF)树脂中,并压制大片刨花板。试验结果表明,在经过超声与搅拌处理之后纳米蒙脱土的层间距增大,有利于纳米蒙脱土在PF树脂中的分散。变温傅里叶红外光谱的结果表明钠基蒙脱土延缓了PF树脂固化。通过计算纳米蒙脱土改性PF树脂热分解残余质量分数的理论值并将其与试验结果进行比较,表明蒙脱土的加入提高了木材的热稳定性。力学性能结果显示,当钠基蒙脱土(NaMMT)的添加量占绝干刨花质量的0.08%时,静曲强度与弹性模量提升幅度最大,分别为42.65%和29.46%,当有机蒙脱土(OMMT)的添加量占绝干刨花质量的0.4%时可以使内结合强度提高21.74%。同时在胶黏剂中加入质量分数1%~5%的蒙脱土对大片刨花板极限氧指数数值的提升幅度为9.13%~16.98%。采用纳米蒙脱土改性人造板中的胶黏剂是有效提高人造板阻燃性能与力学性能可行的方案。

关键词：纳米蒙脱土大片刨花板阻燃性能力学性能

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表面阻尼涂饰意杨单板的动态力学特性

南京林业大学学报（自然科学版） 2016年第4期40卷 125-130页

作者：徐信武杨雪莲吕吉宁陈玲孙妍徐舒南京林业大学材料科学与工程学院江苏南京210037

为了开发防滑减振结构型胶合板，采用阻尼涂料对意杨单板进行表面涂饰处理，应用动态热机械分析技术，研究了意杨单板阻尼体系的动态力学特性，以构建具有自由型和约束型两种阻尼结构的新型木基阻尼结构体系。结果表明：①通过在意杨单... 详细信息

为了开发防滑减振结构型胶合板，采用阻尼涂料对意杨单板进行表面涂饰处理，应用动态热机械分析技术，研究了意杨单板阻尼体系的动态力学特性，以构建具有自由型和约束型两种阻尼结构的新型木基阻尼结构体系。结果表明：①通过在意杨单板表面涂饰阻尼涂料构建意杨单板阻尼体系是可行的，该阻尼体系在常温环境下具有优异的阻尼性能。②涂层厚度对意杨单板阻尼体系的性能具有显著影响，损耗因子和有效阻尼温域均随阻尼涂料厚度的增加而增大，自由型阻尼涂料厚度为0．5～2．0 mm时，体系的损耗因子普遍高于0．10，峰值可超过0．30，约束型意杨单板阻尼体系在涂料厚度2．0 mm条件下损耗因子最大可达0．12。③意杨单板阻尼体系的动态力学行为与常规黏弹性高分子聚合物类似，满足温频等效机制。④采用阻尼涂料对意杨单板阻尼改性，自由型阻尼结构优于约束型阻尼结构。综合考虑，建议采用自由型阻尼结构，阻尼涂料厚度控制在1.5～2.0 mm。

关键词：意杨单板阻尼涂饰动态热机械特性温频等效

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意杨木片双螺旋挤榨单元的形态及表面特征

南京林业大学学报（自然科学版） 2015年第4期39卷 111-115页

作者：刘秀娟周秉亮陈玲徐信武范刚华南京林业大学材料科学与工程学院江苏南京210037 上海木材工业研究所上海200051 江苏金沃机械有限公司江苏镇江212415

引入双螺杆磨浆法，采用啮合同向双螺杆磨浆机，将高压蒸煮处理（0．2 MPa，保压10、30、50 min）的木片（长16-50 mm，宽10-25 mm，厚3-8 mm）在不同设备参数（反向螺旋槽口宽度12、16、20 mm）下进行挤榨加工制得细长状单元，研究了... 详细信息

引入双螺杆磨浆法，采用啮合同向双螺杆磨浆机，将高压蒸煮处理（0．2 MPa，保压10、30、50 min）的木片（长16-50 mm，宽10-25 mm，厚3-8 mm）在不同设备参数（反向螺旋槽口宽度12、16、20 mm）下进行挤榨加工制得细长状单元，研究了单元形态和表面特征，并将挤榨单元制成人造板。结果表明：采用双螺杆磨浆法可将经高压蒸煮处理的木片成功解离为细长状挤榨单元，其形态与普通TMP纤维有显著区别，挤榨单元长度大部分分布在10 mm以内，对应3个槽口宽度的挤榨单元平均长度分别为4．45、5．08和6.18 mm。双螺旋磨浆机的设备参数对挤榨单元的形态具有显著影响，在12-20 mm反向螺旋槽口宽度条件下，木片解离单元长度基本控制在2-10 mm。挤榨单元人造板性能优异，其吸水厚度膨胀率、内结合强度、静曲强度、弹性模量等指标均达到或超过相关的国家标准值，与普通刨花板和中密度纤维板相当。

关键词：双螺旋磨浆法挤榨单元形态表面特征人造板

基于模态分析的木橡塑三元复合材料的振动特性

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福建农林大学学报（自然科学版） 2015年第4期44卷 430-435页

作者：陈玲黄润州徐信武吴清林南京林业大学材料科学与工程学院江苏南京210037 路易斯安娜州立大学林产品试验室美国70803

采用FFT分析仪对木橡塑三元复合材料(WRPC)进行"单悬臂梁"振动模态试验.运用时域法和包络线拟合2种方法获取材料的对数衰减率和阻尼比,研究橡胶及其含量对复合材料振动特性的影响.结果发现:橡胶具有很好的阻尼缓冲作用,材料的阻尼特性... 详细信息

采用FFT分析仪对木橡塑三元复合材料(WRPC)进行"单悬臂梁"振动模态试验.运用时域法和包络线拟合2种方法获取材料的对数衰减率和阻尼比,研究橡胶及其含量对复合材料振动特性的影响.结果发现:橡胶具有很好的阻尼缓冲作用,材料的阻尼特性随橡胶含量的提高呈先提高后下降的趋势.橡胶添加量为10%时,材料的阻尼性能最佳.

关键词：废旧橡胶复合材料模态分析振动特性阻尼比