常州市胶合板板材阻燃性能测试，热值性能中心

热分析是在程序控制温度下测量物质的物理性质与温度关系的一种技术。该技术主要用于研究物质的物理变化（晶型转变、相态变化和吸附等）和化学变化（脱水、分解、氧化和还原等）。通过对这些变化的研究可对材料做出鉴别、分析和选择。热分析技术可以提供材料的玻璃化转变温度、熔点、氧化诱导期、热稳定性、分解温度、组分分析等性能参数，在高分子材料的研发中起着重要的作用。运用热分析技术研究人造板是目前木质复合材料研究的一个方向，热分析方法因其简便、快捷、有效，常用于木质材料阻燃方面的研究。

1常用热分析技术简介

热分析方法的种类是多种多样的，根据**热分析协会（ICTA）的归纳和分类，目前的热分析方法共分为9类17种，在这些热分析技术中，热重法、差热分析、差示扫描量热法和动态热机械分析应用较为广泛。

1）热重法（TG）是在程序控制温度下，测量物质质量与温度关系的一种技术。许多物质在加热过程中常伴有质量变化，这种变化过程有助于研究晶体性质的变化，如溶化、蒸发、升华和吸附等物理现象；也有助于研究物质的脱水、分解、氧化、还原等化学变化。

2）差热分析（DTA）是通过温差测量来确定物质的物理、化学性质的一种热分析方法。物质在受热或冷却过程中，当达到某一温度时，往往会发生熔化、凝固、晶型转变、分解、化合、吸附、脱附等物理或化学变化，并伴有焓的改变，因而产生热效应，其表现为物质与环境（样品与参比物）之间有温度差。

3）差示扫描量热法（DSC）是在程序控制温度下，测量物质和参比物之间的能量差随温度变化关系的一种技术。根据测量方法的不同，分为功率补偿型DSC和热流型DSC两种类型。常用的功率补偿型DSC是在程序控制温度下，使试样和参比物的温度相等，测量每单位时间测量物质和参比物之间的能量差随温度变化关系的一种方法。

4）动态热机械分析（DMA）是在程序控制温度下，测量物质在振动负荷下的动态模量和力学损耗与温度关系的技术。通过DMA测定材料受到周期性应力时的机械反应，可以确定材料的黏弹性及流变性能。有些DMA分析仪还可以测定材料的应力松弛及蠕变行为。在施加交变力时，DMA可同时考察温度、施力状况和频率对材料性能的影响。通过DMA测试，能对多种工况下材料的短、长期力学性能进行评估。

5）微商热重法（DTG）是在程序控制温度下，测量物质质量及质量变化速率与温度关系的一种技术。将其用于木材阻燃研究，可以获得阻燃处理前后木材热解峰值及残余炭的变化情况，并且具有样品用量少、简便、快速的特点。

2胶合板及木材阻燃机理的研究

2.1胶合板及木材的燃烧理论

木质材料是固体可燃物，其燃烧过程与气体和液体不同。气体和液体的燃烧是均相燃烧，而木质材料的燃烧需要通过热分解生成可燃气体而形成气相燃烧；热分解剩余的残渣（炭）的燃烧是固相燃烧，此过程被称为非均相燃烧。

木材燃烧过程包括一系列复杂的物理和化学反应。加热温度在100~200℃，木材开始分解，产生二氧化碳气体、水蒸气和少量可燃性气体，如一氧化碳等。在这个过程中木材吸收的热量大于放出的热量，无明显的燃烧现象。当温度达280℃时，木材开始真正热分解，分解出一氧化碳、甲烷、乙烯和乙炔等可燃性气体。伴随着烟的产生，燃烧由吸热反应转入放热反应。到320℃时，木材化学组分发生巨大变化，但仍保持木材细胞及组织的结构，烟生成中止，进入了炭化阶段。当温度**450℃时，热分解的残余物质表面与氧反应形成固相燃烧。在实际火灾中木质材料的燃烧温度可高达800~1300℃。胶合板中有胶层，胶黏剂中有一定量的氮和氯元素的化合物，具有一定的耐燃性，因而胶合板的燃烧过程与木材燃烧并不等同，其具体的燃烧过程和燃烧理论有待进一步研究。

2.2胶合板及木材的阻燃机理

胶合板的阻燃机理与木材阻燃机理相似。目前已有不少关于木材阻燃机理的论述，归纳如下：

1）障碍理论：依靠阻燃剂的表面覆盖作用阻止木材（或胶合板）表面与周围环境进行物质和能量交换，既切断了氧气的供给，又抑制了可燃性气体的产生，有效地减缓了木材的热解。

2）热理论：由于阻燃剂在木材（或胶合板）中起散热、吸热和隔热作用，有效地抑制木材（或胶合板）达到热分解温度和着火点。

3）不燃气体稀释理论：阻燃剂受热时分解出不燃气体而降低燃烧面周围（或阻燃胶合板外层）的热量。同时，不燃性气体稀释了可燃性气体的浓度，干扰了燃烧连锁反应。

4）自由基捕获理论：卤素系列等阻燃剂在热分解温度下能生成活性很高的游离基。这些游离基能捕获木材燃烧时释放出的活性较强的OH-和H＋，干扰燃烧连锁反应。

5）增炭理论（或挥发物降低理论）：阻燃剂催化木材热解过程，使它朝着产炭量增加和可燃性气体减少的方向发展，以形成表面木炭保护层并抑制有焰燃烧。

至今尚不能解释所有阻燃剂作用的统一机理，只能根据具体现象，选择某一个或几个机理的综合作用加以解释。

2.3阻燃胶合板生产工艺流程