杂多酸对杨木燃烧过程中热/烟释放行为的影响

对比经H3PMo12O40(PMA)、H3PW12O40(PTA)、H3SiW12O40(TSA)等杂多酸浸渍的杨木粉的热解过程和热、烟释放特性参数,探究杂多酸对杨木热解过程的影响及其作用机制.利用热重分析仪(TGA)、锥形量热仪(CONE)研究3种杂多酸对杨木粉热解TG、DTG曲线、热释放速率(HRR)、总热释放速率(THR)、生烟速率(SPR)和总烟释放量(TSP)等参数的影响;并采用FT-IR红外光谱和拉曼光谱表征高温残炭的结构.TGA结果表明,3种杂多酸均可有效降低杨木热解的Ti、Tmax、Rmax并提高CR740℃,其中,S-wood/PMA具有最低的最大热失重温度(Tmax)及最大热失重速率(Rmax)较S-wood分别降低了17.5％和23.3％,而S-wood/PTA在740℃时热解炭残余量(CR740℃)最高,其次是S-wood/TSA;CONE结果表明,杂多酸/杨木试样的HRR、THR、SPR、TSP以及COY等参数有显著地降低,S-wood/PMA具有最低的热、烟释放参数,其最高释热峰峰值(PHRR)和THR较S-wood分别降低了31.6％、67.5％,SPR和TSP较S-wood分别降低了86.0％,87.5％.FT-IR及Raman分析显示,杂多酸/杨木试样残炭中缔合O—H和不饱和C=C含量明显增加,并有酯键和MoO3、WO3、SiO2等化合物存在,同时AD/AG有所减小.因此,杂多酸通过高温分解催化杨木脱水成酯、固化成炭,有效地降低杨木粉的热解速率,延缓热解过程,表现出良好的阻燃和高效的抑烟作用.其中,H3PMo12O40对杨木粉的阻燃、抑烟效果最佳.