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近年来,由于对材料的抑烟、低毒性能要求日益严格,许多传统阻燃剂面临着困境,而无卤含磷阻燃剂则以低烟、低毒的特点给于它们的发展提供了良好的机遇。聚丙烯(PP)作为通用塑料,有良好的化学稳定性和电绝缘性,氧指数仅为17-19%,属于易燃材料。因此,研发新型无卤磷系阻燃剂并提高聚丙烯的阻燃性能,已成为当今世界聚丙烯阻燃研究的热点。本文以新戊二醇和三氯氧磷为基本原料合成2-氯-2-氧-5,5-二甲基-1,3,2-二氧磷杂环己烷(DOPC),然后再与季戊四醇首次合成新型无卤磷系阻燃剂四(5,5-二甲基-1,3-二氧杂环己内磷酰氧基)新戊烷(DOPNP)。利用红外光谱(FTIR)、1HNMR、31PNMR、TGA等方法对其结构进行了表征,并对其热稳定性进行了分析。TGA结果表明DOPNP具有良好的成炭能力,初始分解温度为236.4℃(质量损失1%),600℃时炭残余量为41.2%,800℃时炭残余量为22.9%。DOPNP与聚磷酸铵(APP)、聚磷酸三聚氰胺(MPP)及协效剂4A分子筛(Zeolite 4A)复配,构成新型膨胀阻燃剂(IFR),将其用于聚丙烯阻燃。通过一系列的阻燃复配试验,得出DOPNP/APP/MPP最佳复配比例为1/10/5。以此最佳比例的膨胀阻燃剂(IFR)添加到聚丙烯(PP)中,探讨该膨胀阻燃体系对PP阻燃性能的影响。通过阻燃测试对比实验表明,DOPNP作为炭源能用有效提高IFR-PP的氧指数和UL-94级别。当IFR添加量为30wt%时,IFR-PP的氧指数为31.3%,达到UL-94 V0级别。利用TGA、CONE、SEM等手段研究和表征了IFR-PP复合材料的热降解行为、燃烧行为和残炭形貌等。TGA结果表明DOPNP-APP-MPP具有良好的成炭形成能力。它的初始分解温度为216℃(质量损失1%),600℃时炭残余量为55.1%,800℃时炭残余量为47.5%；CONE测试结果表明,DOPNP-APP-MPP添加的PP中,能有效降低PP的热释放速率(HRR)、总热释放(THR)、烟产生速率(SPR)、总烟产生量(TSP)和CO生成速率(COP)等；力学性能和SEM测试表明,DOPNP能用有效促使IFR在PP中的分散,并能获得更加致密、稳定的炭层。