1.1课题名称 纳米纤维素气凝胶的燃烧特性及其阻燃设计 1.2 课题研究的目的、意义 现代工业的快速发展，石油基聚合物过度消耗引发了非可再生资源短缺和环境污染双重危机，同时也激发人类利用天然高分子材料创造绿色新材料。

纤维素作为地球上当今自然界中储量最大的天然高分子原材料，由于其极强的可再生性，广泛的应用，低廉的成本，良好的生物相容性和易降解性备受关注。

与此同时，纤维素气凝胶作为继无机气凝胶及杂化聚合物气凝胶之后逐渐兴起的第三代气凝胶材料，在兼具传统气凝胶高比表面积、高孔隙率、低密度性质基础上融入纤维素材料可重复再生、易降解、相容性好等特性，同时还具备了良好的机械性能和延展性，在隔热、吸附、催化、电磁、生物医药等领域具有广泛的应用前景，成为了新材料研究的热点之一。

然而，纤维素气凝胶易燃的天然缺陷限制了其在许多方面的应用，存在着较大的火灾安全隐患。

因此，对纳米纤维素气凝胶的燃烧特性研究及其阻燃设计具有重要意义。

1.3课题的国内外研究现状分析 近几年来，国内外的学者对于纤维素气凝胶的阻燃性能进行了持续的关注，并尝试通过交联、添加剂、表面涂层等手段，提升纤维素气凝胶的热稳定性、阻燃性能和隔热性能。

阻燃性能测试的方法包括LOI极限氧指数法、垂直燃烧测试、TGA热重分析、燃烧速度测试、DTG差热重量分析法、HRR热释放速率测试、THR总释放热量测试、SPR烟生成速率和TSP总烟释放量等；导热系数测试方法包括TPS瞬态平面热源法等。

Mehmet Kaya等人发现与柠檬酸交联的纤维素气凝胶，热稳定性与阻燃性能相比普通纤维素气凝胶有明显提高。

通过TGA热重分析，其热分解温度由20℃提升至300℃；同时水平燃烧测试表明，燃烧速度由15mm/s降低至30mm/s。

这是由于聚羧酸（例如柠檬酸）在纤维素产品上可以作为阻燃剂使用。