植酸脒基脲的合成及其对木材的阻燃

作     者：郑书清 张益 穆佳鑫 王永娟 王奉强 张志军 ZHENG Shuqing;ZHANG Yi;MU Jiaxin;WANG Yongjuan;WANG Fengqiang;ZHANG Zhijun

作者机构：东北林业大学材料科学与工程学院(生物质材料重点实验室)哈尔滨150040 

出 版 物：《复合材料学报》 (Acta Materiae Compositae Sinica)

年 卷 期：2025年第42卷第1期

页      面：476-490页

核心收录：

学科分类：082902[工学-木材科学与技术] 08[工学] 0829[工学-林业工程] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：国家自然科学基金(31890773 31670570) 

主　　题：木材阻燃 植酸脒基脲 植酸 阻燃机制 磷氮协同效应 

摘      要：植酸(Phytic acid,PA)是一种极具潜力的磷系水性生物基阻燃剂,但其单独处理木材存在PA易流失、燃烧烟释放量大等问题,通过与其他氮、硼系阻燃剂复配,可在一定程度上缓减上述问题。然而,由于PA酸性较强,PA及其复配阻燃剂处理木材时会造成木材降解,进而影响其力学强度。以PA和双氰胺为原料合成了一类新型磷氮阻燃剂-植酸脒基脲(Amidinourea phytate,AUP)。利用FTIR、XRD、XPS及TG等手段对AUP阻燃剂理化特性进行了表征。采用TG、Py-GC/MS、氧指数测定仪、CONE等研究了AUP对杨木热解及燃烧行为的影响,探究了其阻燃机制。结果表明:AUP阻燃材在较低的增重率(8.73wt%)下表现出优异的阻燃及抑烟性能,优于增重率为14.8wt%的PA阻燃材,且抗流失性较好;AUP阻燃材的极限氧指数(LOI)值为34.8%,较未处理材提高了54.0%;总释热量和总生烟量分别降低了57.7%、65.7%,成炭率提高了148%,残炭结构更为密实,具有凝聚相与气相协效阻燃效果。此外,AUP阻燃材冲击强度比未处理材提高了58.5%,而PA阻燃材则下降了29.2%。