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本文聚焦生物基阻燃聚氨酯（BFRPU），全面综述其原料，包括生物基异氰酸酯、多元醇、阻燃剂等；探讨制备工艺、阻燃性能与应用领域；剖析现存挑战，为研发全生物基聚氨酯材料提供指引，助力该领域创新发展。
引言
聚氨酯（PU）自 1937 年由 Otto Bayer 合成以来，凭借其优异的透湿性、导热性、低密度和高强度重量比等特性，在纺织、建筑、海洋、航空航天和医疗等多个领域广泛应用。传统 PU 主要原料多源自石油，全球市场中约 90% 为石油基 PU，生物基聚氨酯占比不到 10% 。石油基 PU 不仅在生产过程中带来大量碳排放，约占全球碳排放总量的 1 - 2%，而且在自然环境中降解缓慢，需数十年甚至数百年，加重了生态负担。
随着可持续发展理念的深入，生物基聚氨酯（BPU）应运而生。它以可再生资源为原料，在降低碳足迹、提高生物降解性和生态可持续性方面表现出色，且在性能上与传统 PU 相当，部分性能如弹性和耐磨性更优，在医疗等对安全性要求高的领域优势明显。植物油、木质素、农业废弃物等绿色可再生资源已用于制备 BPU。
然而，PU 的可燃性带来安全隐患，燃烧时会产生大量有毒气体。传统卤化阻燃剂因环境和毒性问题被广泛禁用，研发低毒环保的新型阻燃剂成为当下研究重点。生物基阻燃聚氨酯（BFRPU）兼具优异性能与环保特性，符合全球可持续发展理念，具有重要研究价值。此前相关综述存在对新型生物原料覆盖不足、研究范围受限、阻燃机理分析不充分等问题，本文将对 BFRPU 展开全面深入探讨。
原料
BFRPU 由生物质基原料合成，主要包括生物基异氰酸酯、生物基多元醇和生物基阻燃剂（BFR）。与传统石油基聚氨酯相比，BFRPU 化学降解性增强，生产过程碳足迹降低，生物降解性显著更优。生物质来源赋予其独特优势，为材料性能提升和可持续发展提供了有力支撑。
阻燃机理
阻燃剂通过物理和化学相互作用抑制或延迟材料燃烧，主要分为气相、凝聚相和协同阻燃机理。这些机理相互配合，共同发挥阻燃作用，是理解 BFRPU 阻燃性能的关键。
添加剂型生物基阻燃聚氨酯
添加剂型阻燃剂通过物理混合分散在聚合物基体中，赋予基体阻燃性能。该方法加工简单，应用广泛。例如，有研究使用回收渔业废弃物和绿色无卤材料制备添加剂型生物基阻燃聚氨酯，在保障阻燃效果的同时，实现了资源再利用。
聚氨酯泡沫
聚氨酯泡沫凭借轻质、隔热、机械强度好和耐化学性优异等特点，在建筑、汽车、家具、包装等领域应用广泛。通过对聚氨酯泡沫进行改性，可进一步提升其性能。如通过疏水改性制备新型硬质聚氨酯泡沫，拓展了其应用范围。
结论与挑战
生物基阻燃聚氨酯作为新型环保材料，具备显著的阻燃性能和环境优势，为传统聚氨酯材料的改进升级指明了新方向。然而，目前该领域仍面临诸多挑战，如原料成本控制、性能优化、阻燃机理深入研究等。未来需要科研人员进一步探索创新，推动生物基阻燃聚氨酯材料的广泛应用和可持续发展。
