木工所专家在木材阻燃领域取得新进展

图：含磷离子液体阻燃剂的合成与应用

在家居和建筑行业，木材凭借其天然环保、易于加工等特性备受青睐，但其可燃性制约了其更广泛应用。木材遇火虽能形成有一定保护作用的炭质层，但导管、射线等弱相结构易导致炭层收缩开裂，使保护作用失效。在此背景下，木工所吴玉章团队提出创新性策略。研究团队设计并合成了一种可聚合的含磷离子液体，通过真空浸渍法将其注入木材内部，并在加热条件下产生自由基实现原位聚合，制备出聚离子液体木材（PIL-wood）。

该技术利用离子液体与木材细胞壁的相互作用，使木材细胞壁受热塑化，并伴随气体释放和酸催化炭化，使木材结构发泡膨胀，避免或修复炭层的开裂，相对未处理木材，其阻燃能力大幅提高。这一现象被研究团队称为“塑化膨胀阻燃机制”，为木材阻燃技术提供了全新的思路。

这项研究成果不仅为木材阻燃提供了一种高效、环保的新方法，还为开发新型木材基功能材料开辟了新途径。例如，通过调控离子液体的种类和聚合条件，有望进一步优化木材的阻燃性能和多孔炭材料，满足不同领域的应用需求。同时，该研究提出的“塑化膨胀阻燃机制”为设计和开发其他高分子材料的阻燃体系提供了重要的参考价值。

该项研究成果以“Intumescent flame-retardant wood: In situ polymerization of ionic liquids and its mechanism（膨胀阻燃木材：离子液体的原位聚合及其作用机制”为题发表于《Chemical Engineering Journal》（化学工程杂志，中科院一区TOP，IF=13.4）。木工所硕士研究生蒋金锐为论文第一作者，吴玉章研究员和屈伟副研究员为通讯作者。该工作得到林科院基础研究基金（CAFYBB2023PA004）和国家自然科学基金重大项目课题（31890772)）的资助。