Comparative Study on Physical and Chemical Properties and Flame Retardancy of Two Berberis Species

doi:10.13466/j.cnki.lyzygl.2022.04.010

Abstract

Abstract:

This paper aimed to compare the flame retardant properties of two Berberis species in Gaocheng District of Shijiazhuang City,Hebei Province,and provide theoretical basis for the selection of fire-resistant forest belts of Berberis in garden cities.We examined tree combustibility using big and small branches of new species Berberis thunbergii'Bingchuanhongye' and common garden greening Berberis thunbergii 'Atropurpurea'during fire prevention period (mid-February),used principal component analyses in SPSS 18.0 and Origin 2019 software to analyze the seven physical and chemical properties including moisture content,benzene-alcohol extract content,lignin,polysaccharide,crude ash,ignition point,high and lower caloric values that affected combustibility of trees.Thermogravimetric analysis instruments were used to obtain TG-DTG curve and calculate the pyrolysis kinetics equation to obtain the activation energy (E)and pre-exponential factor (A)in large and small branches among two Berberis species.The pyrolysis characteristics and kinetics parameters were studied,and combustibility of two Berberis species was assessed comprehensively.In general,B.thunbergii'Bingchuanhongye' was more flame retardant than B.thunbergii'Atropurpurea',big branches were more flame retardant than small branches.These results provided an important data for the flame retardancy of two Berberis species.

Key words: Berberis thunbergii'Bingchuanhongye', Berberis thunbergii 'Atropurpurea', flame resistance, thermogravimetric analysis, principal component analysis

CLC Number:

S762.1

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Figures/Tables 8

Fig.1

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名称	温度范围/℃	拟合方程	活化能(E)/(kJ/mol)	频率因子(A)/min	相关系数(R²)
BD	222.5~431.1	y=7922.8x-13.150	65.8741	2.4434×10⁸	0.9687
BX	215.2~406.7	y=7113.5x-11.488	59.1452	4.1630×10⁷	0.9750
ZD	213.9~389.2	y=7271.8x-11.926	60.4614	6.5846×10⁷	0.9751
ZX	208.3~401.2	y =7254.3x-11.885	60.3159	6.3145×10⁷	0.9786

新变量	信息含量	贡献率/%	累计贡献率/%
1	3.563	50.899	50.899
2	2.158	30.833	81.732
3	1.279	18.268	100.000
合计	7.000	100.000

指标	主成分1	主成分2	主成分3
热值	0.966	-0.175	0.190
含水率	0.960	0.149	0.237
灰分	0.954	-0.128	-0.270
木质素	-0.195	0.981	-0.007
燃点	0.144	0.973	0.182
粗纤维	-0.581	0.634	-0.511
抽提物	0.042	0.111	0.993

名称	X₁	X₂	X₃
ZD	-1.3941	-0.2529	0.4925
ZX	-0.0562	0.7640	-1.2896
BD	0.6962	-1.3095	-0.2246
BX	0.7541	0.7984	1.0217

名称	燃烧性	排序
ZD	-0.0904	3
ZX	0.8166	1
BD	-0.6976	4
BX	-0.0286	2