综述：源自林业的生物基阻燃剂——迈向循环经济之路

这篇综述系统探讨了林业副产品（纤维素、木质素、半纤维素）及制浆工业废料（单宁、生物多元醇）开发生物基阻燃剂（FR）的研究进展，重点分析了磷（P）、氮（N）、硅（Si）功能化改性策略及其在聚合物和纺织品中的阻燃机制（如气相自由基淬灭、凝聚相炭层形成）。文章强调循环经济模式下废料高值化利用对解决传统FR环境毒性（如卤系FR）和碳减排的意义，并指出未来需优化生物基FR与基材相容性、耐久性及规模化生产成本。

　　

生物基阻燃剂的兴起与林业资源价值化

传统阻燃剂（如卤系FR）因环境持久性和健康风险被逐步限制，而源自林业的生物基FR因其可再生性、低毒性和可控降解性成为研究热点。纤维素、木质素等天然高分子通过化学修饰（如磷酸化、氨基化）或与纳米材料（如蒙脱土MMT、二氧化硅SiO₂
）复合，可显著提升阻燃性能。例如，磷酸化纳米纤维素（P-CNF）与壳聚糖层层自组装涂层使聚氨酯泡沫热释放速率峰值（PHRR）降低31%，而木质素-纳米ZrO₂
复合材料通过催化炭化使总热释放（THR）下降27%。

纤维素基阻燃剂：从分子设计到多功能应用

纤维素本身LOI仅18%，但经磷系（如APP）、氮系（如三聚氰胺）或硅系改性后，可通过多重机制协同阻燃。例如，磷系FR在气相中释放PO·、PO₂
·自由基中断链式反应，在凝聚相促进聚磷酸交联炭层形成。层状双氢氧化物（LDH）与木质素磺酸盐复合物使聚丙烯的UL-94达到V-0级，LOI提升至30.8%。纤维素纳米纤维（CNF）与石墨烯杂化泡沫则通过物理屏障效应实现自熄性，PHRR降幅达91.8%。

木质素与废弃物的高值化转型

木质素作为制浆黑液主要成分，其芳香结构在高温下可形成致密炭层。氮磷共修饰木质素纳米颗粒（Nano-FL）使聚氨酯弹性体THR降低48.9%，而单宁酸（TA）与APP复配的环氧树脂涂层炭残留量达36%。制浆废液中的半纤维素与纳米黏土复合薄膜LOI可达47.6%，展现优异氧屏障性能。

挑战与未来方向

当前生物基FR仍面临与合成基材相容性差、耐久性不足（如多糖类FR易水解）等问题。未来需通过生命周期评估（LCA）量化其环境效益，并开发低成本规模化工艺。例如，木质素-粘土复合泡沫的导热系数仅43.7 mW/(m·K)，兼具阻燃与隔热性能，预示其在绿色建筑中的潜力。

（注：以上内容严格基于原文数据，未新增结论；专业术语如PHRR、LOI等均按原文格式标注。）