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植物纤维来源广泛,秸秆、稻草、谷壳等农作物废弃物以及木材、家具的加工剩余物都可作为其来源。植物纤维发泡材料是绿色无害、可再生、可重复使用的环境友好型材料,但是其在阻燃防火性能方面依然需要进一步改善。本论文使用水玻璃、硫酸铝、硼砂、硫酸锌4种无机物制备改性硅铝溶胶凝胶,以期望提高植物纤维发泡材料的阻燃性能。通过单因素确定试验水平,采用正交试验设计方案探讨了改性硅铝溶胶-凝胶的制备工艺,并确定各因素的显著性大小为：水玻璃添加量>硫酸锌的添加量>硼砂的添加量>硫酸铝的添加量,优化得到纤维基发泡材料氧指数的最佳条件为：水玻璃添加量为27 g、硫酸铝添加量为27 mL、硼砂的添加量为3 g、硫酸锌的添加量为6.5 g。通过傅立叶红外光谱分析得出：Si、B、Al3+、Zn2+及水解产物之间发生了化学键的结合。X射线衍射分析表明：此改性凝胶为无定形聚合物。使用响应面优化实验设计方案将有机-无机复合阻燃优化植物纤维发泡材料,工艺参数为：改性凝胶添加量为800 mL,CP添加量为36 g,PVDC添加量为46 mL；在此条件下得到样品的氧指数为48.4。对样品进行微观形貌观察,发现优化的样品纤维表面覆盖一层胶膜状物质,纤维与纤维之间相互粘连形成立体网状结构。通过对样品进行燃烧性能分析、质量变化分析、烟参数分析、尾气毒性分析和火灾性能指数分析,发现优化样品的各项指标均有显著提高。对改性硅铝凝胶复合植物纤维发泡材料的复合机理进行阐述,采用FTIR、SEM-EDXA对材料的官能团、微观形貌以及无机元素在纤维基材料表面的分布情况进行分析。,结果表明：在杂化材料中,存在Si-O-Si 和 Si-O-Al化学键,并通过Si-O-Si键和Si-O-Al键在纤维中连接形成SiO2-Al2O3无机杂化相。在纤维断面由内而外Si、Al元素分布均匀,无机杂化复合体通过扩散和渗透,与纤维细胞壁物质进行杂化复合。杂化后材料获得较好的热稳定。因此,硅铝无机相与纤维有机相能够建立有效的相互作用,两相界面结合效果较好。