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聚苯乙烯(PS)是指由苯乙烯单体经自由基加聚反应合成的聚合物,是一种无色透明的热塑性塑料。因其抗水性和透光度好、耐化学腐蚀且易加工、着色、价格低廉等优点,聚苯乙烯被广泛应用在人们的日常生产生活中。但是,由于聚苯乙烯仅由碳、氢两种元素构成,造成其树脂极易燃烧,并放出大量有害的烟气；同时产生熔融现象,极易引发二次火灾。从而严重制约了PS树脂在各行各业的推广使用。如果要拓展PS树脂的应用,就必须对PS树脂进行阻燃改性。在对聚合物进行阻燃改性时所应用到的阻燃剂中,卤系阻燃剂及无机阻燃剂占到了80%以上。但是传统卤系阻燃剂可能会产生“二噁英”等致癌物质,对人类及环境造成了极大的威胁。因此欧盟早在2006年就已实施RoHS禁令,禁止了能够产生致癌物质阻燃剂的应用。而对于无机阻燃剂如果要达到一定的阻燃效果,其添加量要求很大,可是无机阻燃剂与聚合物的相容性差,而且无机填料对于聚合物的力学性能有很大负面影响。因此为了在不影响机械性能的基础上得到一种阻燃性能优异,价格低廉的阻燃PS复合材料。本实验选择了目前发展迅猛的膨胀阻燃剂-聚磷酸铵(APP)和膨胀石墨(EG)来对PS树脂进行阻燃改性。膨胀阻燃剂中比较有代表性的是聚磷酸铵(APP),其在燃烧受热后能够放出氨气及水蒸气,形成有脱水性的磷酸等物质,在后续的燃烧过程中,磷酸会使聚合物酯化、脱水、炭化,形成有隔离氧气及热量的保护炭层。在阻燃的过程中,仅仅放出氨气及水蒸气,毒性大大的小于其他类别的阻燃剂。膨胀石墨(EG)是一种经过特殊处理的碳素材料。受热后(>230℃)会发生物理变化而使自身的体积成百倍的增加。膨胀倍率高,低热量释放,无污染,是一种优良的阻燃剂。本课题利用APP及EG对PS树脂进行阻燃改性,并根据实验过程中遇到的问题利用碳酸钙(CaCO3)对该阻燃体系进行了研究及修正。通过极限氧指数(LOI)测量、UL-94等级判别等方式检测PS复合材料阻燃性能；利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及傅里叶变换红外光谱分析(FTIR)等表征方法,对其化学结构、表面微观形貌等进行分析,探索APP/EG/CaCO3/PS复合材料阻燃炭层的形成机理。结果表明：在APP/EG体系中,当APP/EG=3:1时,复合材料的极限氧指数(LOI)为27.2,UL-94阻燃等级评定为v-1,残炭率为17.48%,有少量烟气产生；而当该比例变化为1：1时,其LOI变化为28%,UL-94阻燃等级评定为v-0,残炭率为19.68%,熔滴现象消失,没有烟气产生。不过由于EG的“爆米花效应”,使得在燃烧过程中形成的炭层结构强度小,减弱了阻燃效果。添加碳酸钙后(APP/EG/CaCO3=20/10/10),极大的提高了PS树脂的阻燃效果,复合材料的LOI升为31.2%,没有熔融滴落现象,UL-94阻燃等级评定为v-0,并且没有烟雾的产生。残炭率也较APP/EG体系有明显增加,达到28.85%。并且炭层更为致密,结构强度增加,更能发挥出保护与隔离的作用。根据实验结果分析得出APP/EG与APP/EG/CaCO3阻燃体系是以凝聚相阻燃机理为主,气相阻燃为辅的方式对PS树脂进行阻燃；利用碳酸钙(CaCO3)的掺入有效的调整了APP的分解温度,提高了炭层的结构强度以及抑制了EG的“爆米花效应”。