环氧树脂（EP）具有优异的电绝缘性、耐腐蚀性和机械性能,广泛应用于半导体器件、汽车工业、土木建筑、体育用品等与人们日常生活息息相关的领域,是三大热固性树脂之一。然而EP是由C、O、H元素组成,其本质是易于燃烧的,EP在燃烧过程中产生的热量、浓烟以及有害气体,不仅限制了EP的应用范围,还会污染环境,对人类的生命健康财产安全产生威胁。因此,提高EP的耐火性能已经成为广大科研工作者重点关注的问题。目前研究发现,使用阻燃剂可以有效的提高EP的阻燃性能,阻燃剂的阻燃机理主要包括气相阻燃机理、凝聚相阻燃机理、自由基淬灭机理、中断热交换阻燃机理等。本文充分利用多种阻燃机理之间的协同效应,分别制备了石墨相氮化碳（g-C₃N₄）、核-壳结构g-C₃N₄/植酸锌杂化材料（g-C₃N₄/PAZn）以及类蚕茧状g-C₃N₄/水合磷酸铵镍杂化材料（g-C₃N₄/NiNH₄PO₄·H₂O）,并将其应用于EP中。使用极限氧指数（LOI）和锥形量热测试（CCT）对EP复合材料的阻燃、抑烟性能以及阻燃剂的阻燃机理进行探究。同时,借助拉力试验和摆锤式冲击试验讨论阻燃剂对EP复合材料力学性能的影响。具体研究内容如下:第一部分:g-C₃N₄的合成及其在EP中的阻燃性能研究。本章采用煅烧法,以三聚氰胺为原料高温缩聚制备g-C₃N₄。采用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、原子力显微镜、X-射线衍射仪（XRD）、傅里叶红外光谱仪（FT-IR）和热重分析仪（TGA）对g-C₃N₄的形貌、化学结构和热稳定性进行表征。结果表明:g-C₃N₄为平均厚度9.7 nm的二维纳米片层,表面含有-NH₂、-NH官能团,具有较高的热稳定性,在阻燃EP初期能够发挥二维片层的物理隔绝作用。添加不同份数的g-C₃N₄到EP中,综合LOI、拉力试验以及摆锤式冲击试验结果,表明当g-C₃N₄的添加量为5 wt%时,EP复合材料的LOI达到难燃等级,同时又能够最大程度的保证EP复合材料的机械性能几乎不受影响。第二部分:核-壳结构g-C₃N₄/PAZn的合成及其在EP中的阻燃性能研究。本章首先采用煅烧法制备g-C₃N₄,然后通过g-C₃N₄表面的-NH₂与植酸（PA）中的-OH发生反应,进一步借助PA螯合金属离子的作用制备了核-壳结构g-C₃N₄/PAZn杂化材料。通过SEM、元素分析、TEM、XRD、FT-IR以及TGA对g-C₃N₄/PAZn杂化材料的形貌、化学结构和热稳定性进行表征。结果表明:g-C₃N₄表面存在明显的含有C、N、O、P、Zn元素的包覆层,g-C₃N₄与PAZn之间有新的化学键生成,800^o C时g-C₃N₄/PAZn的残炭质量（R-mass）明显提高。将g-C₃N₄/PAZn杂化材料应用于EP阻燃性能研究,结果表明:g-C₃N₄/PAZn杂化材料具有优异的阻燃、抑烟性能,g-C₃N₄/PAZn-EP的LOI数值为28.3%,达到难燃等级,其热释放速率峰值（PHRR）和烟释放速率峰值（PSPR）与纯EP相比分别降低了71.4%和25.0%,并且火灾增长指数也有所下降。并进一步通过TGA、残炭的SEM以及拉曼分析对阻燃剂的阻燃机理进行讨论。第三部分:类蚕茧状g-C₃N₄/NiNH₄PO₄·H₂O的合成及其在EP中的阻燃性能研究。本章利用混合溶剂热法,通过改变表面活性剂的添加量制备了不同形貌（纳米线、纳米片、微花）的NiNH₄PO₄·H₂O纳米材料,并将NiNH₄PO₄·H₂O纳米线与g-C₃N₄杂化制备了类蚕茧状g-C₃N₄/NiNH₄PO₄·H₂O杂化材料。采用SEM、XRD和TGA对杂化材料的形貌、晶型结构和热稳定性进行表征,结果表明:g-C₃N₄/NiNH₄PO₄·H₂O杂化材料是由NiNH₄PO₄·H₂O纳米线包覆g-C₃N₄形成的类蚕茧状结构,并且其热分解温度能够与EP的热分解温度相匹配。将g-C₃N₄/NiNH₄PO₄·H₂O杂化材料应用于EP阻燃性能研究,结果表明g-C₃N₄/NiNH₄PO₄·H₂O-EP具有优异的阻燃性能,一方面其能够达到难燃等级;另一方面其PHRR和PSPR与纯EP相比分别降低了70.4%和35.4%,这是g-C₃N₄和NiNH₄PO₄·H₂O之间存在协同阻燃的结果。通过对EP复合材料的TGA、残炭的SEM以及阻燃剂的热重-红外联用测试结果表明:g-C₃N₄/NiNH₄PO₄·H₂O能够促进EP形成稳定的残炭层,释放N₂、NH₃等不可燃小分子气体,从而提高EP的阻燃、抑烟性能。