壁纸是重要的室内界面装饰材料,研制符合健康安全理念的功能型壁纸对提高大众生活质量具有积极意义。本研究探讨阻燃抗菌木质壁纸(FRAW)的制备过程影响因素及优化工艺条件。采用扫描电镜(FE-SEM)、原子力显微镜(AFM)、红外及二维红外光谱(FTIR及2DIR)、固体核磁共振(SSNMR)、锥形量热(CCT)、热重分析(TG)、氧指数测定(LOI)、平板记数法和抑菌圈法、土埋法、CIE1976(L*a*b*)表色系统和分形维数对FRAW进行了性能综合分析和表征,得出以下主要结论:(1)用聚磷酸铵(APP)、季戊四醇(PER)、磷酸胍(GP)比例为mAPP.mPER:mGP=10:4:5、有机改性蒙脱土(OMMT)加入量为5%组成的阻燃剂对壁纸底层无纺纸进行超声浸渍处理,在时间2 min,温度30℃C,APP质量分数20%的优化制备工艺条件得到的无纺纸炭化长度为38 mm,达到GB/T14656—2009中规定的阻燃纸性能要求。(2)用含载银纳米二氧化钛(Ag-Ti02)的竹炭糯米胶浸渍壁纸面层薄木,在优化的制备条件即浸渍时间10 min、温度30℃、Ag-TiO2质量分数2°%、胶:水=1:2下所得的薄木对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率均>99%,符合标准QB/T4371—2012中的抗菌材料性能要求。(3)APP 质量分数为 20%(且mAPP:nmPER:mGP=10:4:5)、OMMT 和 Ag-Ti02加入量分别为5%和2%时,在5 min、30℃C的条件下超声浸渍装饰薄木和无纺纸,后经干燥、覆贴得到的FRAW极限氧指数氧指数(LOI)为39.8%,达到GB8624—2012中B1级难燃材料的指标要求。(4)阻燃剂及抗菌剂成分以微米级粒状分布于FRAW表面,主要元素组成为C、O、N、P、Ag、Ti。FTIR和2DIR测定表明FRAW的阻燃活性官能团(P-OH、P=O、仲氨-NH 和 P-O-Ar)吸收峰位置主要在 1 655 cm-1、1 317 cm-1、1 042 cm-1 和 1 015 cm-1等处。阻燃处理使壁纸组分中对热敏感的官能团数量增加、吸收强度加大。FRAW的碳谱中出现了归属于-O-CH3、—CH*2—N—和季戊四醇螺环双磷酸酯(PEDP)的化学位移信号,表明阻燃抗菌处理使烷基碳和羧基碳的比率增加。综合分析可推测出:FRAW中APP与PER之间、APP与GP之间均存在酯化反应;阻燃剂与木材纤维之间存在氢键结合;抗菌剂成分与壁纸之间只是机械附着,并无化学反应。(5)单层FRAW壁纸(FRAW-S)的HRR及PHRR 比 PVC壁纸分别降低47.4%和64.8%,燃烧增长速率指数(FIGRA)为PVC壁纸的16.01%,火灾性能指数(FPI)是PVC壁纸的7.92倍,烟气生成速率指数(SMOGRA)为PVC壁纸的7.69%,表明FRAW-S的消防安全性优于PVC壁纸。PVC壁纸燃烧释放出的有害气体种类和数量远高于FRAW。FRAW的起始分解温度低、热失重过程缓慢、成炭率高,证明其阻燃过程同时存在气相阻燃机理和凝固相阻燃机理。(6)FRAW的透气阻力远低于PVC壁纸,显示其具有更好的使用舒适性;FRAW的吸湿率和线湿涨率均低于单纯阻燃试样,说明OMMT和Ag-Ti02对降低吸湿性具有贡献;FRAW的撕裂强度较好,PVC壁纸的抗张强度更高;FRAW和PVC壁纸的耐折性能相当;采用PVAc粘合FRAW的表层和底层可获得更好的接合强度(10.71 MPa);FRAW 土埋1年的降解率为69.0%,远高于PVC壁纸的39.8%,说明FRAW具有更好的环境友好性。(7)与对照样相比:FRAW的明度下降,在彩度上偏绿、偏蓝,色差值AEab*为3.699;耐光性降低,光辐射16 d时的△Eab*值增加了 47.4%。原因系抗菌剂中存在的银离子以及木材主化学成分中的光降解作用共同导致。PVC壁纸的△Eab*值增大速率在光辐射后期出现比FRAW更大的增长趋势。(8)对照样与FRAW的表面分形维数分别2.514和2.516,说明阻燃/抗菌处理对木质壁纸的分形维数影响很小,对木质壁纸表面的立体装饰效果影响不大。PVC壁纸的分形维数为2.7291,此系其经过表面压花处理所致。另外,FRAW的分形维数变化范围比对照样窄,表明阻燃/抗菌处理对FRAW的花纹图案秩序度和随机性具有影响。PVC壁纸的分形维数分布范围比FRAW窄,在体现材料表面独特的自然美方面不如FRAW。