环保型淀粉基木质壁纸的阻燃防霉双功能协同改性研究及其在室内装饰中的应用

针对传统淀粉基壁纸易燃易霉变的问题，研究人员通过开发生物基三源一体化阻燃剂HSt-PAPI（水解淀粉/植酸/哌嗪）并复合天然防霉剂（CS-Ag/CA/TP/CT），制备出LOI达36.6%、UL-94 V-0级且防霉效率>75%的功能性壁纸。该研究为室内装饰材料提供了兼具环境友好性与安全性的解决方案。

　　

室内装饰用壁纸因其美观性和便捷性广受欢迎，但传统淀粉基壁纸存在两大安全隐患：一是淀粉粘合剂易滋生霉菌，威胁居住者健康；二是材料易燃性可能引发火灾。现有合成阻燃剂和防霉剂往往含有有毒物质，与环保趋势背道而驰。如何开发兼具阻燃、防霉且环境友好的壁纸材料，成为当前研究的重要挑战。

针对这一难题，吉林某高校研究团队在《Industrial Crops and Products》发表创新成果，通过设计生物基三源一体化阻燃体系HSt-PAPI（水解淀粉HSt作为碳源、植酸PA作为酸源、哌嗪PI作为气源），并筛选天然防霉剂（壳聚糖-银CS-Ag、肉桂醛CA、茶多酚TP、柠檬醛CT），成功制备出多功能木质壁纸。研究采用FTIR、XPS、SEM-EDS等技术表征材料结构，通过LOI、UL-94、锥形量热(CONE)测试评估阻燃性能，采用抑菌圈法测定防霉效果，并依据GB/T 2790-1995标准测试剥离强度。

阻燃性能突破
通过将30wt% HSt-PAPI加入壁纸粘合剂，材料极限氧指数(LOI)从18.5%提升至36.6%，达到UL-94 V-0级。锥形量热测试显示，峰值热释放率(pHRR)降低73.47%，总热释放(THR)减少64.61%。TG-FTIR分析揭示其阻燃机制：PA催化脱水形成磷酸盐促进成炭，PI分解释放NH₃稀释氧气，HSt则通过羟基交联增强炭层稳定性。

防霉效能显著
添加3wt% CS-Ag或CA的壁纸对黑曲霉的防霉效率达91.66%，抑菌圈直径>7mm。研究发现CS-Ag通过银离子破坏微生物细胞膜，CA则通过醛基抑制霉菌代谢，与HSt-PAPI产生协同效应。

实际应用平衡
虽然改性壁纸剥离强度(5.74N/25mm)略低于未处理样品(8.3N/25mm)，但仍满足行业I级标准，在阻燃防霉性能与机械强度间取得理想平衡。

该研究首次实现生物基阻燃剂与天然防霉剂在壁纸中的协同应用，创建的"碳源-酸源-气源"三源一体化设计策略为开发多功能环保建材提供了新思路。相比文献报道的SPI-H-SB等材料，其pHHR降低至28.87kW/m²，防霉周期延长至30天，展现出显著的性能优势。这项成果不仅解决了室内装饰材料的火灾与健康隐患，更推动了生物质资源在建筑领域的可持续利用，对实现"双碳"目标具有积极意义。