近日，我校建筑工程学院唐刚副教授在阻燃建筑保温材料研究中取得新进展，相关成果发表在建筑与建材领域顶级期刊《Construction and Building Materials》（中科院一区Top）上。研究工作得到国家自然科学基金面上项目、安徽省自然科学基金面上项目、安徽省高校自然科学重点研究项目等基金的支持。

随着建筑和保温行业对阻燃材料需求的持续增长，硬质聚氨酯泡沫（RPUFs）的阻燃改性对其在建筑节能、冷链冷藏、管道保温等场景中的安全应用至关重要。然而，传统阻燃剂的高添加量常导致RPUFs的机械强度下降和导热系数上升。

（阻燃剂PSiFR及硅藻土结构表征）

（PSiFR/硅藻土基硬质聚氨酯泡沫阻燃性能研究）

为解决这一问题，团队通过合成一种含磷和硅的有机阻燃添加剂（PSiFR），并将其与硅藻土复合引入RPUFs体系中，利用二者的协同效应提升RPUFs的阻燃性、抑烟性、机械强度及保温性能。阻燃RPUFs热释放速率峰值(PHRR)和总热释放(THR)分别下降47.23%和40.58%，总产烟量(TSP)下降27.05%，比强度高达6.72kN·m/kg，导热系数仅为0.04W/m·K，综合性能明显提升。在此基础上，团队提出PSiFR/硅藻土基硬质聚氨酯泡沫阻燃机理。燃烧过程中，PSiFR阻燃剂在气相中释放含磷自由基，通过捕获活性自由基中断燃烧链式反应，硅藻土在凝聚相受热分解生成二氧化硅形成陶瓷屏障，构筑致密炭层阻止热量进入基体，二者通过气相-凝聚相协同机制提升硬质聚氨酯泡沫的阻燃性能。相关成果发表在国际权威期刊《Construction and Building Materials》，我校为论文第一完成单位，唐刚副教授为论文第一作者和通讯作者。

（PSiFR/硅藻土基硬质聚氨酯泡沫阻燃机理）

（PSS@MOF与CO作用的分子动力学机理研究）

此外，团队利用生物质改性钢渣成功开发出高稳定性的MOF基阻燃体系(PSS@MOF)，并将其和阻燃剂聚磷酸铵(APP)复合，有效提升RPUFs的热稳定性、阻燃性和抑烟减毒性能。该阻燃硬质聚氨酯泡沫UL-94垂直燃烧达到V-0级，总热释放(THR)下降24.5%，燃烧后期CO释放量明显降低。在此基础上，通过分子动力学模拟进一步验证了PSS@MOF优异的抑烟减毒性能。研究凸显了生物质改性钢渣与MOF的结合在阻燃领域具有广阔的应用前景，为开发可持续、高效且高附加值的新型阻燃剂开辟了新途径。相关成果发表在国际权威期刊《Construction and Building Materials》上，我校为论文第一完成单位，唐刚副教授为论文第一作者，新南威尔士大学王伟教授为论文通讯作者。

论文链接：

https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2025.143620

https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2025.141382

（撰稿：唐刚 审核：方圆 于峰 郑近德 张苒 黄敏）