壳聚糖改性氢氧化锡酸钙的原位矿化作用在阻燃及环保型竹材中的应用

《Advanced Sustainable Systems》：In Situ Mineralization of Chitosan-Modified Calcium Hydroxystannate for Flame-Retardant and Eco-Friendly Bamboo Materials

竹材阻燃改性研究中，采用绿色原位合成法制备非毒无卤钙锡氢氧化物（CSH），经Ca2?与壳聚糖（CS）阳离子部分置换改性后，显著提升阻燃性能（PHRR降低37.14%，THR降低27.28%，TSR降低48.06%）与机械强度（压缩强度提高17.5%），实现环保阻燃与力学性能协同优化。

　　

摘要

全球塑料污染危机加剧了人们对可持续替代材料的兴趣，例如竹子。“用竹子替代塑料”的倡议提供了一种低碳策略。虽然竹制品（如家具、纺织品）可能有助于减少对塑料的依赖，但在工程竹材中同时实现阻燃性和机械强度却是一个重大挑战。本文介绍了一种绿色方法，该方法利用原位合成技术制备无毒、无卤素的氢氧化锡钙（CSH），并通过部分用壳聚糖（CS）阳离子替换Ca²⁺对其进行改性。经过CSH处理的竹材表现出优异的阻燃性能：与未经处理的对照组相比，其峰值热释放率（PHRR）降低了37.14%，总热释放量（THR）降低了27.28%，总烟雾释放量（TSR）降低了48.06%。壳聚糖的加入不仅提高了机械性能，而且没有削弱阻燃效果。NB-3Ca-2Cs-Sn复合材料实现了最佳的压缩强度，强度提高了17.5%，同时重量仅增加了4.56%。这种CSH与壳聚糖协同矿化的策略结合了简单的制备工艺、有效的阻燃效果和机械增强作用，提升了竹材在防火建筑材料中的应用潜力。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。