木材是重要的建筑材料，木材及其制品是家具、装饰、包装及其印刷行业的重要原料，与人类生产密切相关。木材是具有热降解和燃烧性质的材料，从生物质能源到建筑材料的应用利用了这种良好的性能，木制品能够具有可燃的损毁性，少许的热降解就会影响其结构性能，所以了解热降解和燃烧性能有利于认识材料的应用。一定条件下，木材暴露在火中或者在高温热源下会发生热降解和燃烧，燃烧伴随有热释放和化学发光，木材的热分解被认为是纤维素、半纤维素和木素三种主要组分的热分解的综合表现，通常看成这三种成分独立热分解的线性叠加。纤维素和半纤维素主要产生挥发性物质，木素主要分解形成炭。
1997年到2006年间，美国每年发生火灾数量、伤亡人数和直接经济损失。2006年发生火灾发生160多万起，死亡人数3245人，伤16400多人，直接经济损失11亿美元，其中建筑物火灾占32%，伤亡人数占80%以上，因此建筑结构火灾是火灾损失最为惨重的场所和形式，这也说明了建筑结构防火的重要性。2005年美国消防费用在267-294亿美元，约占国民总收入(GDP)的2-2.5%，其中建筑物结构防火成本为45.9亿美元，包括建筑物构件阻燃处理、安全探测和消防设施的建设。
阻燃板的种类和使用
根据历史资料，早在古代中国和埃及，人们就用醋和明矾作为木材等天然聚合物的阻燃剂。中国人用醋溶液和明矾涂抹木材然后在包覆粘土层来减少火焰传播，在3000年前的古代埃及，芦苇和草在用作房顶材料之前放在海水里浸泡一下，干燥后形成结晶的无机盐起到了阻燃剂的作用。在古罗马时代，阻燃剂由史学家Aulus Gellius进行了描述，公元86年前，Sulla围攻Piraeus时，木材事先用明矾浸泡使木材具有滞火性能。1821年，Gay-Lussac首次提出了阻燃剂的科学原理，提出了一些用磷酸铵和硼砂作为纤维素材料阻燃剂的配制方法，这些方法一直沿用至今。人们研究了用磷酸铵和硼作为阻燃剂处理纤维材料，直到今天磷、氮、硼仍然是阻燃剂的主要成分。目前全世界阻燃剂的消费市场大约是36万吨，产值亿美元，其中溴化合物11.5万吨、有机磷化合物10万多吨、氧化锑6万多吨、氯化物4万多吨、其它阻燃剂3.8万吨。具调查显示表示阻燃剂在各个行业里的应用情况为塑料工业占65%;橡胶工业占25%;纤维织物占5%;油漆和胶粘剂行业占3%;木材和纸张仅占2%，这表明木材纤维、纸张阻燃处理的产品和范围少而窄，阻燃板生产厂家规模较小。
根据阻燃机理，木材及人造板生产阻燃剂分为添加型、反应型和膨胀型三种。添加型在木材、人造板和胶粘剂内以物理填充形式存在，多数无机系列阻燃剂属于添加型，如氧化锑、卤素化合物、铵盐、氢氧化铝、氯化锌、硼化合物等。硼化合物是良好的木材及纤维的阻燃剂、渗透性、持久性好而且兼具阻燃和防腐作用。应用最多的是磷酸铵，高温下，磷酸起到脱水作用，能促进炭的生成和抑制可燃气体的产生，然而磷化合物阻燃剂的不足是增加了CO和CO2的释放量，所以它经常同氮、硼等化合物一起使用，使他们发挥协同效应。无机阻燃化合物一般采用浸泡处理木材和人造板，使用量为重量比的10-20%。有些无机化合物处理后会增加材料的吸水性，不仅会降低木材的强度，也会导致木材和人造板金属连接件的破坏。溴和氯等卤素化合物在塑料行业中广为使用，一般添加重量的15-30%，有研究认为它们燃烧过程中产生的气体会危害环境。
反应型阻燃剂能够与木材纤维或胶粘剂发生化学反应，形成化学交联，许多氨基类的阻燃剂属于反应型，能够克服无机阻燃剂容易吸潮的缺点。具有阻燃作用的有机化合物能够与木材纤维素发生化学反应而形成牢固的结合，因而阻燃效果持久而稳定。有些反应型阻燃剂是加入有磷酸、蚁酸、氢氧化钠的氨基树脂，它们之间能够发生化学反应，例如FRW阻燃剂就是由有机磷、氮、硼组成的复合体系阻燃剂。
近年来膨胀型阻燃剂的使用不断增加，它主要用于木材的表面及油漆处理，膨胀型阻燃剂燃烧时可以形成厚厚的泡沫层，体积能够膨胀50到200倍，起到隔绝热源保护木材表面的作用。膨胀型阻燃剂含有成炭化合物、脱水剂、发泡剂和改性剂等成分，成炭化合物如多元醇、多羟基醇、多元酚、碳水化合物和树脂，它们燃烧时能产生CO2、水蒸气和焦油，其作用是形成炭保护层;脱水剂包括磷酸、磷酸铵、聚磷酸铵、尿素、三聚氰铵和硫酸铵等;发泡剂的作用是形成泡沫层，如双氰胺、三聚氰铵、尿素和胍等;加入改性剂的目的是最大程度的形成含炭物质的膜保护层。
阻燃人造板的制造
阻燃人造板的制造方法有三种：第一种是胶合前进行阻燃处理;第二种是胶合后进行阻燃处理;第三种是阻燃剂加入胶粘剂中直接热压制造阻燃人造板。这三种处理方法各有利弊，采用第一种方法，阻燃处理的单板、刨花板或者纤维板，能够提高阻燃效果，但是却阻碍胶合，降低胶合强度;第二种方法阻燃处理胶合板需要进行二次干燥，产生变形和损坏;第三种方法对阻燃剂要求较高，而且施加量有限，阻燃效果不明显。
北美开发的阻燃人造板有阻燃胶合板、阻燃细木工板、阻燃刨花板、阻燃大片刨花板、阻燃中密度纤维板和阻燃定向刨花板。人造板生产使用的脲醛树脂胶、三聚氰铵树脂胶有一定的阻燃性能，但是效果不明显，所以一般采用下面的方法进行处理：1)采用阻燃剂溶液浸渍处理单板、刨花板或者纤维板;2)在人造板生产原料中添加阻燃的无机物质;3)使用阻燃胶粘剂;4)在单板、刨花、纤维原料中使用膨胀型阻燃剂，为了提高阻燃效果，在实际生产中，上述方法可以交叉结合使用。添加的阻燃剂主要有硼酸、磷酸铵、硼酸铵、硫酸铵、氯化铵、氯化锌、硼酸锌、氧化锑等，添加量一般为绝干重量比5-10%。氢氧化铝是无机阻燃剂，具有良好的抑烟性，可以直接加入胶粘剂内不会改变pH值，不会影响胶合强度。
北美人造板产量以定向刨花板所占比重最大，而定向刨花板主要用于工业建筑、商业建筑、公用建筑和家庭民居等建筑结构中，而这些场所是建筑防火的主要内容，因此开发阻燃定向刨花板对于提高建筑物安全性和扩大定向刨花板应用市场具有重要作用。目前存在的主要问题是：在制造工艺上，采用阻燃剂处理刨花会影响胶粘剂的固化时间，从而会影响在线生产工艺;另外阻燃定向刨花板的应用也受到建筑规范的约束，例如阻燃处理后的定向刨花板对金属连接件的使用寿命有一定的影响，因而在应用中受到一定的限制。
