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随着国家建筑行业的发展,建筑保温材料市场巨大,相较于无机保温材料,有机保温材料由于其在施工工艺、保温性能、市场成熟度以及性价比方面的优势,应用范围较大。相较于其他有机保温材料,酚醛泡沫具有耐火性强、燃烧过程中不滴落和不会产生有毒气体等优点,能有效减小火灾的危害。在木质素取代苯酚制备酚醛泡沫的基础上,本论文通过席夫碱反应和DOPO加成反应将9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)和五乙烯六胺(PEHM)的结构引入到原木质素、氧化木质素和醛改性木质素中,从而完成氮磷改性制备了反应型木质素基阻燃剂,用于替代苯酚制备改性酚醛泡沫,并研究了不同替代量对酚醛泡沫阻燃性能和抗压强度的影响。本文围绕以下三个方面展开:(1)木质素功能改性制备反应型阻燃剂及改性酚醛泡沫研究酶解木质素由于其提取方法的原因本身具有羰基,以酶解木质素作为原料直接进行氮磷改性制备反应型木质素基阻燃剂,并用于酚醛泡沫的阻燃改性。元素分析和ICP-OES数据显示,改性木质素的氮和磷含量分别提高到2.95%和3.55%。研究了不同替代量下改性酚醛泡沫的力学性能、阻燃性能、热稳定性和形貌。研究发现,替代率为5%-15%时,改性酚醛泡沫抗压强度和LOI都得到了提高,最高达到了 0.24 MPa和55.8%。从外,改性酚醛泡沫的总热释放和烟雾释放在5%替代率下分别降低了 40.8%和56.2%。其中,替代率为5%时,泡沫的抗压强度和LOI最为优异,分别为0.24 MPa和55.6%。(2)氧化木质素功能改性制备反应型阻燃剂及改性酚醛泡沫研究在验证了酶解木质素在经过氮磷改性可以作为酚醛泡沫阻燃剂的基础上,选择硫酸盐木质素作为原料,通过氧化反应解决木质素硫酸盐中羰基含量极少的问题,并且优化了氧化反应的条件,最终确定了最优条件;反应温度为70℃,反应时间为4 h,氧化剂H2O2用量为15 ml,催化剂MoO3用量为0.15 g。羰基含量由1 mmol/g提高到10 mmol/g。通过氮磷改性之后成功提高了氧化木质素的氮磷含量,分别为5.13%和4.99%,之后用于酚醛泡沫的阻燃改性。研究了不同替代量对改性酚醛泡沫力学性能、阻燃性能、热稳定性和形貌的影响。替代率为5%时,泡沫的抗压强度由0.15 MPa提高到0.16MPa。替代率大于5%时,则会对抗压强度造成负面影响,均低于0.15MPa。替代率为5%-15%时,泡沫的LOI得到明显提高,最高达到58%。此外,改性酚醛泡沫的总热释放热释放速率和总烟雾释放在5%替代率下分别降低了 55.2%和57.3%。(3)醛改性木质素功能改性制备反应型阻燃剂及改性酚醛泡沫研究以硫酸盐木质素为原料,通过缩醛反应从外部引入醛基,并进行氮磷改性制备反应型木质素基阻燃剂并用于酚醛泡沫的阻燃改性。木质素基阻燃剂的氮磷含量分别为4.81%和3.97%。研究了不同替代量下酚醛泡沫的力学性能、阻燃性能、热稳定性和形貌。研究发现,当替代率为5%-20%时,改性酚醛泡沫的抗压强度和LOI得到了有效提高。其中,替代率为10%时,FLPF10具有较为优异的抗压强度和阻燃性能,分别为0.34 MPa和58%。此外,替代率为20%时,FLPF20的LOI为59.6%,抗压强度也未收到负面影响。锥形量热数据也表明,改性酚醛泡沫的总热释放和热释放速率明显低于纯酚醛泡沫。