阻燃处理对层压竹材燃烧性能和机械性能的影响

《Polymer Composites》：Influence of Flame-Retardant Treatments on the Combustion Behavior and Mechanical Performance of Laminated Bamboo Lumber

层压竹材阻燃处理研究显示，固相氨基树脂体系使横向炭化速率降低28%，揭示热降解各向异性，压缩强度提升11%-33%，但会降低拉伸强度14%、弯曲强度6%。该研究验证了氨基树脂阻燃的有效性及机械性能平衡方案。

　　

摘要

层压竹材（LBL）因其可再生性和良好的机械性能而成为一种有前景的可持续结构材料。然而，其固有的易燃性限制了其在易发生火灾环境中的使用。本研究探讨了两种阻燃处理方法——一种水基配方和一种含有氨基树脂系统的固相处理方法——对LBL的燃烧行为和机械性能的影响。阻燃剂在层压过程之前通过压力浸渍的方式施加到材料中。根据ISO 834标准曲线进行的单面火灾暴露测试表明，固相处理有效降低了28%的炭化率。这种降低在垂直于竹材纹理的切向方向上尤为明显。值得注意的是，垂直于竹材纹理的径向方向的炭化率几乎是切向方向的两倍，这凸显了热降解过程中的显著各向异性。对LBL材料机械性能的分析显示，阻燃处理使其抗拉强度和抗弯强度分别降低了14%和6%。相反，根据加载方向的不同，这些处理方法使抗压强度提高了11%至33%。模量也表现出依赖于竹材纹理方向的变异性。这些发现强调了提高防火性能与保持机械性能之间的固有权衡。同时，研究还证明了基于氨基树脂的阻燃剂在增强防火性能的同时对机械性能的影响较小。本研究突显了阻燃层压竹材在防火安全和可持续建筑中的潜在应用价值。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。