聚丙烯(PP)作为五大通用塑料之一,具有相对密度小、易加工以及耐腐蚀等特性,被广泛应用于医药、军工和建筑等行业。但由于PP高度易燃,燃烧时伴随大量可燃熔滴,使其在应用中常伴有火灾隐患。因此,开发出高效的阻燃剂来提高PP的阻燃性能具有科学意义和应用价值。水滑石作为无卤环保阻燃剂之一,具有无毒、抑烟、廉价等优点。但由于水滑石易团聚且与高分子材料相容性较差,导致其在高分子基体中阻燃效率下降并且严重影响基体材料本身的机械性能。而解决这一问题的有效途径是引入具有阻燃性能的客体对水滑石进行改性。因此本文采用不同方法引入阻燃性以及相容性较好的生物基客体对镁铝水滑石进行改性,并将改性后的水滑石应用于PP阻燃。具体研究工作如下:(1)基于生物基海藻酸钠良好的相容性与阻燃性能,采用焙烧复原法,将海藻酸钠客体引入水滑石层间,制备海藻酸钠柱撑镁铝水滑石阻燃剂(SA@LDHs),并将其应用于PP中。研究表明:当SA@LDHs作为填充剂应用于PP复合材料中时,其阻燃性能和机械性能均优于LDHs-C。当添加量为30wt%时,PP/SA@LDHs的LOI值为30.9%,并达到UL-94 V-0级。与PP相比,PP/SA@LDHs热释放速率峰值(p HRR)、热释放总量(THR)和总烟雾量(TSP)分别下降了69.2%、42.8%和32.2%。(2)为达到较好的阻燃效果仍需较高负载量(30%)的SA@LDHs,故选取阻燃性能更好的生物基木质素磺酸钠(LS)作为改性剂。利用共沉淀法,制备木质素磺酸钠与镁铝水滑石的复合材料(LDH-LS),并将其应用于PP中。研究表明:与水滑石(LDH)相比,LDH-LS的粒径更小且疏水性更好。而这种改变使得LDH-LS在PP复合材料中的分散性和相容好,从而使得PP/LDH-LS的机械性能优于PP/LDH。当添加量为20wt%时,PP/LDH-LS达到了UL-94 V-0级且LOI为29.4%。与PP/LDH相比,PP/LDH-LS的p HHR、THR和TSP值分别下降了44.5%、14.2%、30.0%,说明LS改性能够提高水滑石在PP基体中的阻燃性能和抑烟性能。(3)为了进一步提高LDH-LS的阻燃性能,引入镍基催化剂,提高复合材料凝聚相阻燃作用。通过原位沉积方法,制备Ni(OH)2修饰的LDH-LS复合材料(LDH-LS@Ni(OH)2),并将其应用于PP中。研究表明:当LDH-LS@Ni(OH)2添加量为15wt%时,PP/LDH-LS@Ni(OH)2的LOI值为30.8%,UL-94达到V-0级,而LDH-LS则需更高的添加量才能达到类似效果。与PP/LDH-LS相比,PP/LDH-LS@Ni(OH)2的p HHR、THR和TSP分别下降8.2%、12.2%、14.3%。由此说明Ni(OH)2修饰LDH-LS能够进一步提升其在PP基体中的阻燃性能与抑烟性能。