隨著人們對環(huán)境問題認(rèn)識的不斷深入，綠色、可再生的生物基阻燃劑在阻燃體系中的應(yīng)用受到越來越多的關(guān)注，各種生物基化合物，如糖基化合物、生物基芳香族化合物、DNA、蛋白質(zhì)、植酸等，由于其優(yōu)異的成炭能力，可作為一種天然、高效的碳源應(yīng)用于膨脹阻燃技術(shù)。
阻燃劑是一種能夠提高易燃或可燃物質(zhì)的阻燃性或消煙性的化學(xué)助劑，主要用于合成材料或紙張、木材、纖維等的阻燃。隨著環(huán)境保護(hù)和資源利用要求的不斷提高，綠色化成為阻燃劑的必然選擇和發(fā)展趨勢。        1.殼聚糖
     幾丁質(zhì)是第二豐富的天然多糖，主要存在于真菌和酵母的細(xì)胞壁、甲殼類動物的外殼和節(jié)肢動物的外骨骼中，殼聚糖（CS）是幾丁質(zhì)完全或部分脫乙?；a(chǎn)物。殼聚糖具有羥基的碳水化合物結(jié)構(gòu)，可用作阻燃體系中的碳源。
殼聚糖分子由于含有游離氨基，在酸性溶液中易成鹽，呈陽離子性質(zhì)，可以采用層層自組裝的方法制備阻燃修飾層。單一殼聚糖在一定程度上提高聚合物的熱穩(wěn)定性，但由于其含氮量低，并不能提高材料的阻燃等級，使用受到一定限制，常與其他含磷材料共用于磷氮協(xié)同阻燃。
     2.蛋白質(zhì)
     蛋白質(zhì)是由氨基酸以脫水縮合的方式組成的多肽鏈再經(jīng)過盤曲折疊形成。棉織物在涂布酪蛋白或疏水蛋白后，會導(dǎo)致纖維素過早發(fā)生熱分解，從而有利于炭的形成，避免由于酸性物質(zhì)的釋放而解聚，并進(jìn)一步產(chǎn)生揮發(fā)物，防火性能得到改善。
     乳清蛋白由于良好的阻氧性能和較大的水蒸氣吸附性能，在燃燒時能阻礙氧氣的擴(kuò)散，同時吸收熱量促進(jìn)炭的形成，可應(yīng)用于阻燃涂料。但目前蛋白質(zhì)主要應(yīng)用于纖維素基質(zhì)阻燃，在塑料等其他方面的應(yīng)用有所限制。
     3.纖維素
     纖維素由葡萄糖分子聚合而成，是自然界最豐富的一類可再生資源。微細(xì)纖維組合形成纖維素纖維，化學(xué)預(yù)處理等方式可以實(shí)現(xiàn)纖維素在生物質(zhì)材料中的分離，用強(qiáng)酸處理纖維素纖維殼形成纖維素微晶或纖維素納米晶。
     溫度條件，熱解時間、加熱速率、纖維素特性（結(jié)晶度、聚合度和粒徑）和其他成分的存在會影響纖維素的熱降解途徑和速率，從而影響炭的生成量。纖維素的多羥基結(jié)構(gòu)能夠使化學(xué)改性成為提高阻燃性能的有效途徑，纖維素磷酸化是目前研究最廣泛的一種改性方法，酯化是最常用和最簡單的反應(yīng)。
     4..木素
     木素是一種廣泛存在植物中無定形的芳香族高聚物，豐富量僅次于纖維素，分子結(jié)構(gòu)中含有氧代苯丙醇或其衍生物結(jié)構(gòu)單元。木素的芳香結(jié)構(gòu)分解后有較高的殘?zhí)柯?，可作為碳源用于膨脹阻燃體系。
     此外，木質(zhì)素包含多種官能團(tuán)（甲氧基、酚羥基、醛基和羧酸基）和許多不同的鍵，這為其化學(xué)修飾提供了多種可能性，主要官能化反應(yīng)是酯化、醚化、硅烷化、酚化等。木素與金屬氫氧化物、磷基化合物等其他阻燃劑結(jié)合，能夠進(jìn)一步提高阻燃效果。
     在對羥基的改性中，磷酸化的研究越來越多。在木質(zhì)素磷酸化之前增加羥基的量，以及接枝含磷和氧的化合物可以確保更好的阻燃性能。木質(zhì)素的熱降解及炭的形成是一個復(fù)雜的機(jī)制，受許多參數(shù)的影響，如木質(zhì)素的植物來源及其提取過程，加熱條件和其他成分的存在。
     5.DNA
     DNA由核苷酸聚合而成，是一種存在與所有生物體內(nèi)的雙螺桿結(jié)構(gòu)大分子。每個核苷酸由含氮堿基、五碳糖和磷酸基3部分組成。在熱分解過程中，磷酸基產(chǎn)生磷酸，可以作為酸源；五碳糖形成芳香結(jié)構(gòu)，可以作為碳源，含氮堿基釋放氨氣，可以作為氣源，故DNA是一種潛在的三源一體的膨脹型阻燃劑（IFR）。
     DNA在較低溫度（160~200℃）形成多孔隙、泡沫型、隔熱的膨脹殘留物，且會在持續(xù)的加熱下轉(zhuǎn)化為一種熱穩(wěn)定性極高的陶瓷類材料，比有機(jī)衍生的膨脹炭能夠承受更長的火焰暴露時間。
     6.環(huán)糊精
     環(huán)糊精（CD）是直鏈淀粉在酶作用下生成的一系列環(huán)狀低聚糖的總稱，CD具有外緣親水、內(nèi)腔疏水的空腔結(jié)構(gòu)，使之能與多種分子形成包合物，給它的改性提供了更多的空間。CD熱降解會形成大量的碳質(zhì)殘渣，作為膨脹型阻燃體系中的碳源或作為磷化合物的包埋劑以改善其結(jié)合作用較低的情況。
     7.其他生物基材料
     還有一些生物基材料如茶皂素（TS）、植酸、香草醛、衣康酸等在阻燃材料方面也有廣泛的應(yīng)用。
     如何進(jìn)一步提高接枝改性技術(shù)，將氮、磷、硅等阻燃元素與生物基化合物有效結(jié)合，提高阻燃效果是生物基阻燃劑發(fā)展的重要途徑。未來增強(qiáng)生物基阻燃劑與聚合物基體的相容性以及降低聚合物在加工過程中的熱降解，改性生物基阻燃劑以提高復(fù)合材料的綜合性能值得進(jìn)一步探索。
     此外，生物質(zhì)精煉技術(shù)的不斷發(fā)展，使許多生物基成分的提取成為可能，促進(jìn)了生物基化合物的高價值新應(yīng)用和生物基材料的生產(chǎn)，但這些生物基化合物的結(jié)構(gòu)和組成多變，采用合理有效技術(shù)控制及克服天然原料的局限性，同時提高阻燃效率是生物基阻燃劑能夠工業(yè)化應(yīng)用的必要措施。