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环氧树脂（EP）因其优异的物理化学性能而被广泛应用于工业各个领域,如涂料、层合板、粘结剂、线路板、航空航天以及其他电子工业等。然而,与大多数有机高分子树脂一样,环氧树脂属于易燃物质,限制了其在高阻燃要求领域的应用。此前,卤系阻燃剂因阻燃效率高而被广泛使用,但由于当前环保要求更高,而卤系阻燃剂在燃烧时会释放卤化氢等有毒烟雾,对人类和自然环境都带来了很多风险和隐患,因此其使用越来越被限制。基于此,开发和应用高效、节能、环保的无卤阻燃剂势在必行,也成为当前科学界和工业界共同研究的热点。本文以缩水甘油醚类环氧树脂为基材,对环氧树脂的磷氮系阻燃剂和生物质基阻燃剂进行了基础的应用研究。主要研究内容如下:（1）以2-氨基苯并咪唑,间硝基苯甲醛和DOPO为反应物,采用两步加成反应合成了一种新型DOPO基苯并咪唑衍生物（DOPO-BNM）,并用FTIR,31P NMR和~1H NMR表征。在磷含量为0.513%时,改性环氧树脂的UL94和LOI分别达到V-0等级和32.5%。通过一系列的阻燃机理测试和分析,结果表明,DOPO-BNM燃烧时在凝聚相和气相都具有良好的阻燃活性。（2）以2-氨基苯并咪唑,4-羟基苯甲醛和DOPO为反应物,采用两步加成反应合成了一种新型DOPO基苯并咪唑衍生物（DOPO-BHM）,并用FTIR,31P NMR和~1H NMR进行了表征。当EP中DOPO-BHM的含量为6 wt%时,可达到V-0等级,LOI值高达32.7%。通过气相和凝聚相的测试分析结果表明,DOPO-BHM在气相和凝聚相两相中具有良好的阻燃活性。同时,对改性环氧树脂的机械性进行了测试,发现机械性能有明显的提升。（3）直接采用壳聚糖和DOPO复配,研究了在一定总添加量的前提下,不同的CS/DOPO质量比复合阻燃剂对环氧树脂的阻燃性能和机械性能的协效作用。在总添加量为10 wt%,且CS和DOPO的质量比为1:2和2:1时,改性环氧树脂都能成功达到V-0级别,LOI分别达到33.7%和32.5%。锥形量热仪（CC）测试结果表明,在一定的添加质量比的情况下,复合阻燃剂CS/DOPO不仅能够降低环氧树脂的热释放,还能明显的抑制烟雾的释放。在机械性能方面,相比EP,EP/10%CS1/DOPO2改性环氧材料的拉伸强度、弯曲强度和抗冲击强度分别增加7.4%、36.1%和14.3%,EP/10%CS2/DOPO1改性环氧材料的拉伸强度降低了7.4%,而弯曲强度和抗冲击强度分别增加了38.4%和23.8%。结果表明,复合阻燃剂的添加不仅可以大大提高改性材料防火安全性,还可以增加环氧树脂的机械性能,扩大了壳聚糖的应用范围。（4）鉴于壳聚糖自身较低的热稳定性,以9-蒽醛和壳聚糖为反应物,通过简单的加成反应得到热稳定性更好的含有席夫碱的壳聚糖衍生物CSA,作为阻燃协效剂与DOPO进行复配,得到新的无卤阻燃剂。当EP中CSA/DOPO的总添加量为8wt%,且CSA和DOPO质量比为1:2时,改性环氧树脂可以达到V-0等级,LOI值高达36.4%。CC测试结果显示,相比于纯EP,EP/8%CSA1/DOPO2的四个特征指标（热释放速率（HRR）、总热释放量（THR）、生烟速率（SPR）和总生烟量（TSP））均出现明显下降,表明EP/8%CSA1/DOPO2对烟释放和热释放都具有明显的抑制作用。在机械性能方面,相比EP,EP/8%CSA1/DOPO2的拉伸强度、弯曲强度和抗冲击强度分别增加16.7%、52.3%和33.3%。结果表明,改性后的壳聚糖衍生物和DOPO的复合阻燃体系在气相和凝聚相两相中都具有良好的阻燃活性,并且机械性能的得到了明显的改善。（5）葡萄糖是一种自然储备丰富的多羟基生物质,是一种很好的碳源。但是葡萄糖自身的热稳定性较差,本章分别采用壳聚糖、3-氨丙基三乙氧基硅烷和金属有机框架材料（UIO-66-NH2）来增强其热稳定性,同时引入一定的含氮气源,合成出了三种葡萄糖基席夫碱,作为环氧树脂阻燃剂,并对改性环氧树脂的热稳定性、抑烟性能和机械性能进行了研究。通过FTIR、XRD确定了三种席夫碱的结构,同时利用SEM获得了产物的微观形态。通过熔融共混方法得到了三种改性环氧树脂,其中EP/20%CG达到V-2级别,另外两种改性环氧树脂（EP/20%Si G和EP/20%UG）均达到V-1级别,氧指数分别为25.8%、28.3%和27.4%。根据CC测试分析,结果表明三种阻燃剂对烟雾释放具有良好的抑制作用。此外,还对改性环氧树脂的机械性能进行了测试和分析。最后,通过扫描电子显微镜SEM、拉曼光谱、X射线光电子能谱（XPS）和热重红外联用仪（TG-IR）进一步探索了三种阻燃剂的阻燃和抑烟机理。三种改性环氧树脂机械性能测试结果显示,拉伸强度及抗冲击强度有不同程度的改善,且抗弯曲强度提升明显。