不同性能的功能塑料应用于生活和生产中,但因聚合物易燃、易蔓延的特性,其具有极大地危害性,尤其在矿井复杂的环境中,矿用高分子材料必须具有阻燃性能。本文成功制备多种固体超强酸,将固体超强酸复配传统阻燃剂,对环氧树脂（EP）和聚氯乙烯（PVC）进行阻燃改性。采用氧指数（LOI）、锥形量热（CCT）、热重（TG）和电镜（SEM）对其阻燃性能和热稳定性进行分析,研究固体超强酸阻燃协效作用。论文的主要工作和结果如下:1.以四氯化钛、钛酸四丁酯为原料,通过沉淀浸渍法和溶胶-凝胶法制备了SO₄^2-/M_XO_Y和SO₄^2-/TiO₂-M_XO_Y固体超强酸,采用X-射线衍射分析（XRD）、红外光谱分析（FTIR）、元素分析（EDS）、酸度测试（Hammett指示剂法）对其结构和酸性进行表征,固体超强酸表现为超强的路易斯酸（Lewis acid）或布朗斯特酸（Br?nsted acid）。2.选取蒙脱土改性聚磷酸铵（AM）作为EP的主要阻燃剂,将SO₄^2-/Fe₂O₃,SO₄^2-/ZrO₂和SO₄^2-/TiO₂三种超强酸作为协效阻燃剂应用于EP/AM复合材料。结果表明:超强酸的添加量为2 wt%时,阻燃效果较好,AM与SO₄^2-/TiO₂的协同阻燃最佳。对比添加不同超强酸的复合物,EP/AM/(SO₄^2-/TiO₂)复合体系的LOI值最高,为28.3%;其热释放速率峰值（PHRR）最低,为286 KW/m²,同比EP/AM复合体系降低了45%;TG分析表明EP/AM/(SO₄^2-/TiO₂)复合材料的热稳定性最好,其在700℃的残炭率增加至26.22%,而EP/AM/(SO₄^2-/ZrO₂)和EP/AM/(SO₄^2-/Fe₂O₃)的残炭率仅为21.07%和19.61%;通过SEM对残炭的形貌和结构分析表明,SO₄^2-/TiO₂更有效地增强EP复合材料的炭层质量和强度。3.选用Sb₂O₃作为PVC的主要阻燃剂,SO₄^2-/TiO₂,SO₄^2-/ZrO₂,PO₄^3-/TiO₂和PO₄^3-/ZrO₂四种超强酸为协效阻燃剂,再一次验证SO₄^2-/TiO₂的阻燃协效效果较好。研究发现,Sb₂O₃与SO₄^2-/M_XO_Y的最佳配比为5:1,且以SO₄^2-/TiO₂效果最佳。在PVC/Sb₂O₃复合体系中加入1 wt%的SO₄^2-/TiO₂后,LOI值最大,为32.5%,而PVC/Sb₂O₃/(PO₄^3-/TiO₂)、PVC/Sb₂O₃/(SO₄^2-/ZrO₂)和PVC/Sb₂O₃/(PO₄^3-/ZrO₂)的LOI分别为32.3%、31.7%和31.3%;700℃时的PVC/Sb₂O₃/(SO₄^2-/TiO₂)残炭量最多,为19.8%;其PHRR和热释放总量（THR）分别降低至最小值:247 KW/m²和44 MJ/m²;SEM表明PVC/Sb₂O₃/(SO₄^2-/TiO₂)燃烧后的炭层结构更加平滑、致密。4.SO₄^2-/TiO₂的阻燃协同效果较好,在其基础上复配五种不同金属,探索复合型超强酸的协效阻燃作用。采用溶胶-凝胶法成功制备了五种复合型超强酸(SO₄^2-/TiO₂-M_XO_Y:SO₄^2-/TiO₂-CuO、SO₄^2-/TiO₂-ZrO₂、SO₄^2-/TiO₂-Fe₂O₃、SO₄^2-/TiO₂-MnO和SO₄^2-/TiO₂-MoO₃)。选用三聚氰胺包覆聚磷酸铵（MAPP）作为EP的主要阻燃剂,间苯二胺为固化剂,SO₄^2-/TiO₂-M_XO_Y为阻燃协效剂。结果表明,EP/MAPP/(SO₄^2-/TiO₂-MnO)的LOI最高,为34.5%,加入其他超强酸的EP复合材料的阻燃效果在34%左右,相差不大。EP/MAPP/(SO₄^2-/TiO₂-MnO)的PHRR、THR、有毒气体释放量最低,防火性能指数（FPI）最高,火灾危险性较小,而且UPR/MAPP/(SO₄^2-/TiO₂-ZrO₂)具有最小烟释放总量（TSP）为1878m²·m^-2,其抑烟效果较好。同时,EP/MAPP/(SO₄^2-/TiO₂-M_XO_Y)燃烧后残炭量提高,且碳层结构更连续且致密。SO₄^2-/TiO₂-M_XO_Y加强膨胀阻燃剂中酸源的作用,与MAPP协效阻燃效果较好,EP/MAPP/(SO₄^2-/TiO₂-MnO)的阻燃抑烟效果最佳。该论文有图44幅,表14个,参考文献141篇。