作为一种天然可再生的生物质材料，木材具有纹理美观、强重比高、易加工等优点，其主要成分为纤维素、半纤维素和木质素，均为可燃物。因此，当火灾发生时，木材会促进火焰的蔓延，增大燃烧的趋势，还会生成浓烟，对人体健康及环境造成危害。
此外，对于人造板而言，其中含有的脲醛树脂（UF）、三聚氰胺-甲醛树脂（MUF）、酚醛树脂（PF）等还会有游离甲醛的释放，危害人体健康，并造成环境污染。因此，如何制备兼具阻燃和无醛特点的木质材料是一个重要且紧迫的问题。
阻燃剂是一种可以减缓材料燃烧速度、使其达到难燃或不燃等级的助剂。按添加方式的不同，阻燃剂可分为添加型阻燃剂和反应型阻燃剂。其中，添加型阻燃剂按阻燃元素又可分为卤系阻燃剂、磷氮系阻燃剂（包括膨胀型阻燃剂）、无机阻燃剂等。以下将简要介绍各类阻燃剂的阻燃机理、优缺点及其在木材方面的应用。
01 卤系木材阻燃剂
卤系阻燃剂是指含有卤族元素的阻燃剂，主要依靠卤素元素发挥阻燃作用。卤族元素包括氟、氯、溴、碘，其阻燃效果按照其原子序数依次增强。需要注意的是，C-I键强度过低，容易破坏且影响聚合物性能；而C-F键键能太强，不能有效捕捉自由基，较难发挥阻燃作用。因此，含氯和溴的卤系阻燃剂更为常用。
卤系阻燃剂主要依靠气相和凝聚相发挥作用，燃烧生成的卤系产物既能捕捉燃烧产生的活性自由基，生成不燃性气体，从而降低氧气浓度，还能抑制气相链式反应，并且具有一定的覆盖作用。
卤系阻燃剂在添加量很小的情况下便能表现出极强的阻燃性，对材料力学性能的影响也较小。然而，在高温下，卤系阻燃剂易释放出具有腐蚀性的卤化氢气体，还会产生多溴代苯并恶英、多溴代二苯并呋喃等致癌物质，严重危害人体健康，目前已被禁止大量使用。
02 磷氮系木材阻燃剂
在磷氮系木材阻燃剂中，发挥阻燃作用的主要为P和N元素。通常采用浸渍的方法将水溶性的阻燃剂浸入到木材中。在燃烧过程中，磷系阻燃剂生成的有害物少，具有低毒、低烟、低卤、高阻燃性等优点。经氮系阻燃剂处理过的聚合物，其在燃烧中的发烟率低，释放毒性小，基体腐蚀程度低，热分解温度较高，对环境较为友好。
磷系阻燃剂主要从凝聚相和气相两方面发挥作用，磷化合物受热分解生成磷酸，在基材表面生成液状玻璃态物质，覆盖于基材表面，能够隔绝空气。随着温度升高，磷酸受热脱水形成偏磷酸和聚偏磷酸，能够促进高聚物脱水成炭，形成炭层覆盖于基材表面，起到隔氧、隔热和提高热稳定性的作用。
磷氮系阻燃剂多为膨胀型阻燃剂，目前研究中多采用生物基材料替代化石原料进行制备，如采用壳聚糖、淀粉、环糊精、纤维素、木质素等含碳量高、可再生、环保绿色的生物基原料作为炭源。
03 无机木材阻燃剂
无机阻燃剂应用广泛，常见的有金属氢氧化物、碳系阻燃剂、无机磷系阻燃剂、铵盐型阻燃剂、硅系和硅酸盐及矿石材料等。目前研究热点主要集中于石墨碳材料、水滑石、硼酸盐等各类纳米化材料。
该类材料阻燃机理有以下特点：1）受热能吸热分解聚合物，达到物理降温；2）受热可产生水蒸气及不燃性气体，从气相中稀释氧气浓度；3）若为氧化镁或氧化铝材料，在受热时可产生类似于“炭层”保护层，具有较高的热分解温度；4）本身具有耐高温特性，能够屏蔽火焰蔓延；5）部分材料具有催化作用，类似膨胀型阻燃剂的酸源，还能发挥抑烟作用。
无机阻燃剂及纳米化应用于木材领域具备很大潜能。在纳米化阻燃处理方面，还应进一步考察纳米粒子的形态、大小、分布控制等因素，在与其他阻燃剂协同使用时，应保持其稳定性，并避免基体黏结。除阻燃外，经无机材料处理后的木材还能应用于抗菌、光催化、疏水等领域，实现木材的多功能化。
04 阻燃无甲醛人造板
将阻燃剂添加入胶黏剂使用并制成人造板时，通常选取三醛胶，但三醛胶会释放甲醛等有毒气体，对人体和环境造成危害。因此，作为建筑材料时，木材应兼具阻燃和无醛的特性，在延缓火灾的同时，产生较少的烟毒性气体。
（1）涂层改性
人造板表面涂覆处理是一种高效的阻燃处理技术，该方法简单高效，同时兼具美观性，多采用透明阻燃涂料。此外，涂料仅在基体表面，对木基材料的力学性能影响不大，但阻燃效果有效。目前研究的无醛阻燃涂层多为膨胀型涂料，层层自组装技术也在不断的应用于木材涂层领域。
（2）浸渍改性
浸渍处理法是目前使用最广泛的木质材料阻燃方法，通常在一定温度和压力下将阻燃剂浸入木材内部，包括常压浸渍法、真空-加压浸渍法、冷-热浸渍交替处理、辊压法、CO2 超临界流体处理法等。浸渍处理具有工艺简单、成本低廉、设备投资少等优势，但也存在一定缺点，包括使用剂量大、易流失、处理的木材必须干燥等，从一定程度上也增加了成本和工艺复杂性。
（3）胶黏剂改性
在对刨花板、胶合板及纤维板进行阻燃处理时，除了可通过混入阻燃剂的方式，还可以对胶黏剂进行改性处理。若要达到E0级甲醛释放量标准，通常需采用生物质胶黏剂，包括大豆蛋白胶黏剂、淀粉基胶黏剂、木质素基木材胶黏剂等。对此类胶黏剂进行物理或化学的改性实现阻燃效果，是未来生物质阻燃胶黏剂的发展趋势之一。
信息来源：鲁班园
