评估生物硅对基于松香的环保阻燃剂性能的影响

《ChemistrySelect》：Evaluating the Effect of Biosilica on the Properties of Rosin-Based Eco-Friendly Flame Retardants

稻壳提取生物硅酸与松香基复合材料结合提升阻燃性能，15-20 wt%负载时显著降低燃烧速率并增强热稳定性，SEM显示均匀分布，FTIR证实界面增强，为环保阻燃提供新方案。

　　

图形摘要

从稻壳中提取的生物硅被加入基于松香的基质中，以开发可持续的阻燃塑料。当生物硅的添加量为15–20%（重量百分比）时，所得复合材料表现出更高的热稳定性，并显著降低了燃烧速率，为传统阻燃剂提供了一种环保的替代品。

摘要

提高聚合物基体的防火性能通常需要添加特殊的添加剂。然而，传统解决方案存在诸多挑战，包括成本高昂、供应有限、释放有毒气体、产生致癌物质以及阻燃效果不佳等问题。来自稻壳的二氧化硅化合物具有优异的热稳定性，且没有传统阻燃剂常见的缺点，因此成为一种环保的替代品。本研究评估了将生物硅以不同重量百分比（wt%）加入松香基质中，以开发具有增强阻燃性能的复合材料的效果。视觉分析表明，含有高达20%生物硅的复合材料具有均匀的结构。扫描电子显微镜（SEM）分析显示，在10%生物硅含量时二氧化硅分布均匀；而在较高浓度下则出现微聚集现象并导致表面粗糙度增加。傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析表明，生物硅含量增加后，松香与生物硅之间的相互作用增强，材料的肖氏硬度（Shore hardness）和密度也有所提高。当生物硅含量在10%到15%之间时，材料的吸水率和接触角显著降低。添加生物硅后，复合材料的阻燃性能得到提升，尤其是在15%和20%生物硅含量时，燃烧速率下降更为明显。研究结果表明，生物硅作为一种有效的聚合物阻燃剂具有潜力，从而提供了一种符合环保要求的可持续替代方案。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。