《Polymers》：Multifunctional Flame-Retardant, Hydrophobic, and Antifungal Boron–Silane Synergistic Coating for Archival Packaging Materials
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牛皮纸作为典型的档案包装材料，在长期保存过程中易遭受微生物侵蚀、燃烧以及湿气引起的降解。本研究通过硼系阻燃剂（硼砂，BX；四水八硼酸二钠，DOT）与硅烷疏水剂（十八烷基三甲氧基硅烷，ODTMS）的改性，成功制备了集阻燃、防霉与疏水性能于一体的多功能档案包装纸。
牛皮纸作为典型的档案包装材料，在长期保存过程中易遭受微生物侵蚀、燃烧以及湿气引起的降解。本研究通过硼系阻燃剂（硼砂，BX；四水八硼酸二钠，DOT）与硅烷疏水剂（十八烷基三甲氧基硅烷，ODTMS）的改性，成功制备了集阻燃、防霉与疏水性能于一体的多功能档案包装纸。采用极限氧指数（LOI）、垂直燃烧测试、锥形量热（CCT）、热重分析（TGA）、X射线光电子能谱（XPS）、接触角测量及防霉测试对改性牛皮纸的结构与性能进行了系统表征。优化后的改性样品表现出优异的综合性能：LOI值由原牛皮纸的20.6%提高至37.5%；TGA表明，优化改性样品在750 °C时的残炭量高达55.35%，远高于原牛皮纸，同时热释放速率、总热释放量及产烟量显著降低。此外，ODTMS赋予改性样品疏水性能，水接触角约为130°。防霉测试表明，改性牛皮纸对包括橘青霉（Penicillium citrinum）和黄曲霉（Aspergillus flavus）在内的8种真菌均表现出明显抑制作用。总体而言，本研究提出的改性策略简单、环保且成本低，实现了档案包装材料的多功能防护，有望为纸质文物与档案的长期安全保存提供新型材料和技术支持。
纸质档案是人类文明的重要载体，但在长期储存中易受光、温湿度、空气污染物和微生物等因素影响，出现降解、变色和性能劣化；同时可燃性是其严重弱点，火灾会造成不可估量的损失。档案包装材料作为与文献直接接触的“第一道防线”，对保存效果起决定性作用。目前国外专用无酸纸进口成本高，且功能单一，仅注重抗老化，缺乏疏水、阻燃和防霉等性能。已有改性技术大多只实现单一或双重功能优化，难以在同一纸基上同时实现高效阻燃、持久疏水和广谱防霉。硼系阻燃剂低毒、低成本、阻燃效率高，但亲水易流失；硅烷疏水剂能提供疏水性但无阻燃和防霉功能。为此，研究人员提出基于硼砂（BX）和四水八硼酸二钠（DOT）与十八烷基三甲氧基硅烷（ODTMS）的两步法复合涂层策略，以同步实现防火、防酸、防霉和防潮。该论文发表在《Polymers》。
主要方法：采用浸渍-喷涂两步法：将牛皮纸浸入不同质量体积分数（w/v）的BX-DOT水溶液中，室温干燥；再喷涂由ODTMS在乙醇/水体系中经盐酸催化水解缩聚、陈化48 h制得的疏水溶胶，100 °C固化。通过衰减全反射傅里叶变换红外光谱（ATR-FTIR）、X射线光电子能谱（XPS）、pH测定、水接触角测量、热重分析（TGA）、极限氧指数（LOI）、垂直燃烧测试、锥形量热（CCT）、扫描电子显微镜-能谱分析（SEM-EDS）及8种真菌防霉试验对结构与性能进行表征。
3.1 ATR-FTIR分析：红外光谱显示，BX-DOT改性后出现B–O–B特征峰（约1350 cm
?1），ODTMS改性后出现长链烷基–CH
2–振动峰（2950、2850 cm
?1）和Si–O–Si吸收带（1000–1100 cm
?1），复合改性样品同时保留上述特征，证明两种改性剂均成功接枝到纤维素表面。
3.2 XPS分析：XPS检测到ODTMS改性样品表面出现Si 2s和Si 2p峰，复合改性样品还出现B 1s峰，B、Si原子百分比分别为23.71 at.%和2.53 at.%，进一步证实BX-DOT和ODTMS共同沉积在纤维表面。
3.3 pH值：未处理牛皮纸pH为6.44，呈弱酸性；随BX-DOT浓度从0.375%增至3%，复合改性纸pH从7.43升至8.73，由弱酸性转为弱碱性，有利于中和纤维素固有酸性、提高长期稳定性。
3.4 水接触角：未处理纸水接触角（WCA）为76°，呈亲水性；所有ODTMS处理样品WCA均超过130°，且BX-DOT的加入未削弱疏水性，表明ODTMS在纤维表面形成低表面能粗糙结构并包覆硼系组分。
3.5 炭化行为与燃烧性能：锥形量热（CCT）测试中，改性样品的热释放速率峰值（PHRR）由未处理纸的398.2 kW/m
