1. 研究目的与意义
目前，木质素每年产量巨大，利用率低，大部分最后焚烧或用于制成饲料，造成了大量的浪费，工业木质素的综合利用仍是一个巨大的挑战。
关于木质素合成与利用的相关报道较少，木质素是天然的碳源，也是植物中最丰富、最可持续的聚合物之一，具有良好的可再生性、可生物降解性和环境友好型，被广泛用于聚合物基质中，作为焦炭促进剂，有效较低燃烧速率。
木质素是一种复杂的天然芳香聚合物，是仅次于纤维素的第二最丰富的生物质，同时也是最丰富的可再生芳香族聚合物，由于其芳香的化学结构，在分解后表现出良好的热稳定性和很高的焦炭产率。
2. 国内外研究现状分析
Youming Yu等人通过三步反应，通过化学接枝两个阻燃元素、磷和氮，成功地改性碱木质素。与木质素相比，改性木质素(PN-木质素)具有较高的成炭能力，在600℃的氮气中，碳含量为61.4%(木质素为40.7%)。相对于木质素，PN-木质素对聚丙烯具有更高的热稳定性和焦炭残留量。王华明等人将一种高效阻燃剂9，10-二氢-9-氧杂-10-磷菲-10-氧化物（DOPO）共价接枝到可膨胀石墨（EG）表面，制备了一系列具有不同浓度EG-G-DOPO的阻燃超高分子量聚乙烯（UHMWPE）复合材料。结果表明，含20 wt%EG-G-DOPO的超高分子量聚乙烯复合材料具有良好的UL-94阻燃等级（V-0）和较高的极限氧指数（30.6%）。刘渊等制得单分子膨胀型阻燃剂季戊四醇酯三聚氰胺磷酸盐，将其用于高密度聚乙烯（PE-HD）的阻燃，实验结果显示，该阻燃剂含量为30%时可使PE-HD达到UL94V-0级，同时保持较好的力学性能尤其是韧性；研究还指出，相对于混合型阻燃体系，单分子膨胀阻燃剂更有利于获得综合性能优异的阻燃PE（聚乙烯）材料。武文焕等人利用重溶法对氢氧化铝溶液进行除杂净化，控制溶液的αk为1.3～1.5，加入研磨好的氢氧化铝晶种(D50为1～2μm)，晶种系数为10%～12%，分解温度控制在60℃，分解时间为24 h，可以得到D50为1～2μm、白度为97的超细氢氧化铝阻燃剂。经检验证明，试验产品能达到国家生产标准[16]。Zhu等[18]研究了EG与聚磷酸铵（APP）协同阻燃作用于聚乳酸（PLA），并用考察其阻燃效果。结果表明，当EG/APP混合物中二者的质量比达到3:1时阻燃效果最佳，这时的极限氧指数为36.5%，垂直燃烧达到UL94V-0级，800℃时添加阻燃剂的PLA残炭量比纯的PLA高两倍。
3. 研究的基本内容与计划
通过羟甲基化等化学改性方法对木质素进行化学改性，增加木质素的反应活性，再与含磷含氮的化合物进行反应，合成一种无卤素阻燃剂。
将合成的无卤素阻燃剂添加到树脂中探索其阻燃性能。
通过单因素或正交设计法安排实验，优化树脂中的阻燃剂添加量，考察其热解、成炭率等规律，探索出生物质高值化利用的新途径。
4. 研究创新点
（1）通过对木质素的提纯、改性，增加木质素的基团，使木质素更容易与其他化合物接枝。
（2）以木质素作为碳源，制备含木质素的无卤素阻燃剂。
（3）将含有木质素的无卤素阻燃剂与树脂混合，通过热重、极限氧值等测试来探究其热稳定性。
