玉米浸泡水成为可持续阻燃剂

多年来，研究人员一直在寻找卤化阻燃剂的替代品，因为卤化阻燃剂存在严重的环境和健康风险。如今，一个充满前景的方案来自出人意料的方向：玉米浸泡水。弗劳恩霍夫研究所的研究人员从这种淀粉生产的副产品中提取植酸——一种天然存在的富含磷的化合物——并以此开发出一种用于生物材料的有效阻燃剂。

磷化合物在阻燃技术中被认为特别有效，因为它们能够有效抑制火灾。然而，磷本身是一种有限的资源：据估计，全球磷储量可能在未来50至300年内耗尽。这种稀缺性正是ScaleAmP项目（见下文）的出发点，在该项目中，一个研究团队致力于从玉米浸泡水中而非开采的原材料中获取磷。来自弗劳恩霍夫木材研究所（Wilhelm-Klauditz研究所WKI）和弗劳恩霍夫应用聚合物研究所IAP的科学家团队正与工业合作伙伴共同开发一种用于木塑复合材料（WPC）及其他生物材料的阻燃剂。

研究的核心是植酸，也称为植酸盐，大量存在于玉米、麦麸、大豆和大米等植物中。

“商用卤化阻燃剂虽然高效，但有毒且危害环境。为了同时满足气候保护和法规要求，工业界正在推动向可持续的磷基阻燃剂转型，”弗劳恩霍夫WKI研究所科研人员Matthias Bischoff表示。“我们通过利用玉米浸泡水中所含的植酸作为阻燃剂的活性成分，并开发一种低成本的技术规模制备方法，来支持这一趋势。”

从副产品到阻燃材料

为了展示该阻燃剂的潜力，研究合作伙伴将其在木塑复合材料中进行测试——这种材料在建筑业以及汽车和家具工业中有着广泛应用。

高磷含量使植酸成为一种有前景的阻燃剂，特别是以植酸铵的形式。在受热时，该分子会形成一层隔绝性的碳层，切断火焰的氧气供应。然而，植酸单独使用效果不佳：它需要氮源，以便与磷形成协同组合。此外，纯植酸的pH值非常低，因此与大多数材料不兼容。

植酸的可持续提取与纯化

核心技术挑战之一在于开发一种高效且低成本的植酸纯化方法——这主要因其高水溶性而变得困难。弗劳恩霍夫IAP研究所的研究人员通过一系列简单的工艺步骤解决了这一问题：通过固液分离以及有针对性的pH值调节，他们成功地将植酸与构成玉米浸泡水大部分的蛋白质和有机酸分离。第二个挑战是找出哪些胺类最适合与植酸结合以优化阻燃效果——Bischoff及其团队在弗劳恩霍夫WKI研究所针对20多种不同的胺类展开了研究。

生物基性能媲美传统产品

所获得的植酸铵被加工成WPC材料的测试样件。为了评估不同植酸铵配方和混合比例的效果，研究人员进行了标准化燃烧测试，包括UL-94可燃性测试和极限氧指数的测定，并将不同配方的结果进行了比较。性能最强的配方达到了与市售参考产品相当的阻燃效果。

迄今为止，该团队已在1公斤规模上制备了植酸。下一步计划扩大到100公斤规模，同时努力开拓玉米浸泡水之外的其他原料来源，如大米或小麦，并进一步优化纯化工艺。

“该工艺是否适合工业规模，取决于可靠供应、易加工性、阻燃效果和价格之间的相互作用，”Bischoff表示。

关于ScaleAmP项目

项目周期：2025年1月1日至2026年6月30日

资助方：联邦农业、食品和家乡部（BMLEH）

项目执行机构：可再生原料专业机构（FNR）

项目合作伙伴：

嘉吉德国有限公司（提供玉米浸泡水）

科莱恩塑料与涂料（德国）有限公司（提供参考阻燃剂）

弗劳恩霍夫应用聚合物研究所IAP（从玉米浸泡水中提取植酸盐）

弗劳恩霍夫木材研究所，Wilhelm-Klauditz研究所WKI（协调；生物基阻燃剂的合成与测试）

来源：弗劳恩霍夫WKI

本平台所刊载的资讯来源于外部公开信息及合作方提供，由“中欧世界展会网”进行翻译整理，旨在为用户提供便捷的展会信息参考。我们致力于打造一个汇集全球展会时间与地点信息的服务平台，并可提供展位预订、参观协助、设计搭建等第三方服务对接。

相关资讯仅供参考，不构成任何确定性承诺或要约，亦不对其准确性、完整性承担法律责任。用户基于本平台信息所做的任何决策与行为，均需自行核实并承担相应风险。

如需进一步服务或确认信息，敬请垂询：400-837-8606（24小时客服）。