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聚丙烯（PP）作为五大通用塑料之一，广泛应用于汽车工业、房屋装饰、电子电气等领域。然而，PP遇火易燃烧，放热量大且伴随着大量的熔滴，严重限制了其应用范围。因此，对PP进行阻燃研究显得尤为重要。膨胀阻燃技术是近年发展最快的无卤阻燃技术之一，为制备高性能无卤阻燃PP提供了方法和思路。本论文主要针对现有膨胀型阻燃剂（IFR）阻燃效率偏低、耐水性能差和热稳定性不足的缺点，首先制备了焦磷酸三聚氰胺（MPP），并将其与季戊四醇（PER）复配组成IFR阻燃PP。在此基础上，研究了聚硼硅氧烷（pBSil）、芳基磷酸酯及其纳米复合物对PP/IFR的协同阻燃作用。研究了热塑性聚氨酯包覆IFR母料对PP的阻燃作用。此外，还合成了三嗪大分子成炭剂（TBM），将其与MPP复配阻燃PP，制备了具有优良阻燃性能、耐水性能和热稳定性能的阻燃PP材料，并深入探讨了其阻燃机理。主要研究内容和结果包括：第一，以三聚氰胺、焦磷酸钠等为原料，制备了MPP，并将其与PER复配阻燃PP。研究了MPP/PER对PP力学性能、阻燃性能及热稳定性能的影响，并借助热重分析（TGA）、傅立叶变换红外光谱（FT-IR）和热重-红外联用（TG-FTIR）等方法探讨了其阻燃机理。结果表明：MPP具有优良的热稳定性能和突出的耐水性能。MPP与PER复配对PP具有良好的阻燃抑烟作用。当MPP/PER的总用量为25wt%、质量比为3:1时，阻燃PP的极限氧指数（LOI）为29.0%，垂直燃烧级别达到UL-94V-1级；其热释放速率峰值（pHRR）、平均热释放速率（av-HRR）、总热释放（THR）、平均质量损失速率（av-MLR）和最大比消光面积（pSEA）较PP分别下降了67.7%、66.2%、26.6%、52.2%和63.6%。MPP/PER的可能阻燃机理为：受热燃烧时，MPP/PER先后经历了脱水酯化、交联成炭和发泡膨胀等一系列反应，形成具有隔热隔氧效果的多孔膨胀炭层，覆盖在PP基体上层，从而起到阻燃作用。第二，采用间苯二酚双（二苯基）磷酸酯（RDP）与IFR复配阻燃PP，研究了RDP对PP/IFR力学性能、流变性能、阻燃性能以及热稳定性能的影响。研究发现：RDP与IFR对PP表现出良好的协同阻燃作用；RDP改善了膨胀炭层的质量及其高温稳定性，形成了更为厚实、致密的炭层。同时，RDP的加入可以改善IFR与PP基体的相容性。动态热机械分析（DMA）结果表明，RDP对PP/IFR复合材料具有一定的增塑和增韧作用；随着RDP用量的增加，PP/IFR复合材料的储能模量（E′）和玻璃化转变温度（Tg）逐渐下降。动态流变分析结果表明，RDP的加入降低了PP/IFR复合材料的储能模量（G′）、损耗模量（G′′）、损耗因子（tanδ）和复数黏度（η*），改善了PP/IFR的加工性能。第三，分别以环糊精纳米海绵体（NS）和蒙脱土（MMT）为载体装载RDP，制备了含磷纳米海绵体（P-NS）和含磷蒙脱土（P-MMT），并研究了其对PP/IFR复合材料的协同阻燃作用。研究发现：P-NS、P-MMT与IFR均具有显著的协同阻燃作用，且大幅提高了PP/IFR的热稳定性能。X射线衍射分析（XRD）结果表明，RDP对MMT具有良好的插层改性作用。经RDP改性处理后，MMT的层间距从1.22nm增大到了2.15nm。此外，与以OTAC改性的有机蒙脱土（O-MMT）相比，P-MMT具有更高的热稳定性，并对PP/IFR具有更好的协同阻燃效果。第四，以八甲基环四硅氧烷、正硅酸乙酯和硼酸等为原料制备了pBSil，并研究其与IFR对PP的协同阻燃作用。结果表明：pBSil的加入改善了IFR与PP的相容性。与硼酸锌、4A分子筛和纳米二氧化硅相比，pBSil对PP/IFR表现出更为优异的阻燃抑烟作用。当pBSil的用量为3.0wt%时，材料的LOI从29.0%提高到35.0%，垂直燃烧级别从UL-94V-1级提高到UL-94V-0级。TGA、TG-FTIR和FT-IR等分析结果表明，pBSil的加入改善了IFR的热稳定性能，促进了IFR的成炭，并改善了膨胀炭层的致密度和热稳定性，从而提高了材料的阻燃性能。第五，采用热塑性聚氨酯（TPU）为载体树脂，通过熔融包覆，制备了TPU包覆膨胀阻燃母料（TPU-e-IFR），研究了TPU-e-IFR对PP力学性能、阻燃性能、热稳定性能及耐水性能的影响。结果表明：TPU改善了IFR与PP基体的相容性，提高了阻燃PP的力学性能。差示扫描量热（DSC）结果表明，由于TPU的阻隔作用，IFR的初始酯化温度从198oC提高到了213oC。与IFR相比，TPU-e-IFR具有更为优良的热稳定性能、成炭性能、耐水性能和阻燃效率。第六，以三聚氯氰、乙醇胺和二乙烯三胺等为原料，通过亲核取代反应合成了TBM，并将其与MPP复配阻燃PP。通过FT-IR、元素分析、固体13C-NMR等对TBM的化学结构进行了表征。TGA结果显示，TBM的初始热失重温度为298°C，700°C时的残炭率高达38.7wt%。TBM还具有优良的耐水性能，相同温度下，其在水中的溶解度仅为PER的1/20~1/10。MPP与TBM对PP具有良好的协同阻燃作用。当MPP和TBM的用量分别为16.7wt%和8.3wt%时，PP/MPP/TBM的LOI为31.0%，达到UL-94V-0级；材料的pHRR、THR和av-MLR较PP分别下降了77.1%、31.4%和58.1%。同时，阻燃PP还具有优异的耐水性能，经70oC的热水中浸泡168h后，仍能通过UL-94V-0测试。