作为使用最广泛的聚烯烃之一,聚丙烯（PP）材料已被广泛的应用于医药、家电、食品包装、汽车和建筑材料等诸多领域。然而,PP的极限氧指数（LOI）仅有17-18%,属于易燃材料且在燃烧过程中大量释放有毒烟气,给人们的生命财产带来了巨大的安全隐患,限制了该类材料的进一步应用。因此,对PP进行阻燃改性具有重要的意义。本论文设计合成了一种可聚合的固体笼状双环磷酸酯阻燃剂,具有热稳定好、热释放速率低、使用加工便捷等优点,然后将其或其聚合物与市售的无机阻燃剂聚磷酸铵（APP）、碱式碳酸镁组成了新型三元协效复合阻燃体系,用于PP体系的阻燃,并详细研究了各组分含量变化对材料性能的影响及其协同阻燃的机理。本论文第二章首先以季戊四醇（PER）、氧氯化磷和丙烯酰氯为原料通过两步法合成了1-氧-2,6,7-三氧杂-1-磷杂双环[2.2.2]辛烷-4-丙烯酸酯（PEPAA）,采用FT-IR和1HNMR对其结构进行了表征,采用TG、微型量热仪（MCC）对其热性能和阻燃性能进行了研究,结果表明PEPAA具有优异的热稳定性和阻燃性能,适于对聚丙烯材料的加工阻燃。又将PEPAA与APP、碱式碳酸镁复配用于阻燃PP,制备了新型三元协效复合阻燃剂,主要探究PEPAA含量对阻燃效能的影响以及有机磷阻燃剂和无机纳米阻燃剂的协同作用。采用TG、扫描电子显微镜（SEM）、垂直燃烧仪（UL-94）、极限氧指数仪（LOI）和锥形量热仪（CONE）等表征方法对该复合聚丙烯材料进行了分析,结果表明添加PEPAA阻燃剂的复合材料其LOI值均大于27.0%,属于难燃材料,其中当PEPAA为25 wt%,其LOI值更是高达37.6%,UL-94达到V-0等级,综合性能最佳。另外发现PEPAA阻燃剂的加入能够大幅度降低复合材料的热释放速率（HRR）和总释放热（THR）,改善PP的熔融滴落现象,并能有效降低PP燃烧时产生的烟气释放速率及总量,其中最低的总烟释放率仅有3.5 m2,对大幅减少火灾中因烟气窒息导致的人员伤亡具有非常重要的意义。为解决小分子磷酸酯类阻燃剂不稳定、易析出以及与聚合物材料相容性差的问题,本论文第三章研究开发了聚笼状双环磷酸酯（PPEPAA）阻燃剂。首先将PEPAA单体分别与不同比例的碱式碳酸镁、APP进行了原位聚合,选择了其最佳配比;再将其原位聚合物和PP进行共混,制备了一系列复合材料。从第二章可知,当PEPAA阻燃剂为25 wt%时,其综合性能比最优,因此本章保持PEPAA或PPEPAA的百分比为25wt%,重点探究碱式碳酸镁和APP的比例对PEPAA复合材料和PPEPAA复合材料性能的影响,并比较了单体PEPAA复合材料和聚合物PPEPAA复合材料对PP性能影响的差异。研究表明采用原位聚合产物制备的复合材料整体比采用单体PEPAA制备的复合材料力学性能损失更小,能在一定程度改善无机物和聚合物的相容性。保持磷酸酯阻燃剂含量为25 wt%时,APP/碱式碳酸镁的比例对单体PEPAA制备的复合材料阻燃性能影响比较大,随着APP量的增多,其LOI越高,阻燃效果越好,而对原位聚合物制备的复合材料阻燃性能影响不大。