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棉织物由于具有柔软、舒适、透气、价格低廉等优点,是应用最广泛的天然织物。棉织物在人类文明的发展中扮演着重要的角色,是人们生活中的必需品。遗憾的是,棉织物很容易被引燃,且火焰在棉织物上蔓延迅速,容易引燃周围可燃物并造成大部分火灾。因此,赋予棉织物阻燃性以满足防火安全需求十分关键。本论文设计了高效的棉织物阻燃体系,通过构筑疏水层和与棉织物共价键合来提高阻燃耐久性。在有限增重内（约15%）和对阻燃性能影响小的前提下,赋予棉织物多功能性,如抗菌性和吸湿排汗性,提高其附加价值。系统分析了五个体系的阻燃性能、热稳定性和阻燃机理,还研究了后三个体系的耐久性能和耐久机理,表征了相关功能体系的疏水性、抗菌性和吸湿排汗性能。主要研究结果如下:1.设计了环保高效的硼基棉织物阻燃整理体系,通过泡沫整理制备聚硼酸钠（SPB）涂层的阻燃棉织物。首先通过硼酸和硼砂的水热法制备了SPB,然后在SPB溶液中加入发泡剂和稳泡剂,高速搅拌后得到阻燃剂泡沫;最后将阻燃剂泡沫刮涂到棉织物表面。当SPB增重为6.7%时,棉织物的极限氧指数（LOI）从18.5%提高到32.6%,在垂直燃烧测试（VBT）中自熄,损毁长度为55 mm。在锥形量热测试（CCT）中,SPB涂层棉织物的峰值热释放速率（p HRR）及总热释放量（THR）分别降低了87.0%和72.7%。烟气释放速率的峰值（p SPR）和总烟气释放量（TSP）分别降低78.0%和22.2%。当SPB的增重为16.7%时,棉织物的阻燃性能进一步提高,LOI高达46.7%;在VBT中自熄,损毁长度为33 mm。在CCT中的p HRR和THR分别下降了91.2%和85.7%。p SPR和TSP分别降低85.4%和80.6%。通过分析棉织物的气相热解产物和凝聚相残留物形貌和组成得出阻燃机理。此外,泡沫整理工艺具有节水、节能、减少废液排放的优点。2.制备了无卤无磷无氟超疏水的阻燃棉织物涂层。配制由SPB和壳聚糖（CH）组成的聚电解质复合物（PEC）水溶液,通过浸轧法整理到棉织物表面,然后将棉织物浸渍在聚二甲基硅氧烷（PDMS）的四氢呋喃溶液中。由于壳聚糖的水溶性和四氢呋喃的不溶性,在浸渍过程中会在棉织物表面析出呈现粗糙结构,最后被低表面能的PDMS覆盖,提高了棉织物表面的疏水性。制备的棉织物具备抗黏附、自清洁、油水分离的性能。超疏水阻燃涂层的增重为15.1%,棉织物的LOI提高到40.0%,在VBT中自熄,损毁长度38 mm,在CCT测试中,Cotton-PEC2/PDMS样品的p HRR和THR值分别降低了63.8%和57.6%。此外,Cotton-PEC2/PDMS样品的TSP值从Cotton-PEC2的0.48 m~2下降到0.15 m~2。阻燃机理分析表明PEC和PDMS涂层主要在凝聚相起到阻燃作用,PEC涂层显著降低了棉织物的热释放,PDMS热解产生的多孔硅层可以抑制烟的释放。3.通过聚磷酸铵（APP）和聚乙烯亚胺（PEI）与棉织物的共价键合,以及PEI和1,3,5-苯三酰三氯（TMC）在界面处的聚合反应制备了耐久阻燃棉织物。处理后棉织物的增重为19.9%,LOI提高到42.0%,在VBT中自熄,p HRR和THR分别降低了88.4%和55.3%。在经过延长洗涤时间的300次洗涤循环后LOI仍保持在35.3%,且在垂直燃烧测试中自熄。通过分析棉织物的气相热解产物和凝聚相残留物形貌和组成得出阻燃机理。通过分析棉织物的表面化学组成和洗涤前后元素含量变化提出耐久阻燃性机理。界面聚合后稳定的PEI层减少了磷酸铵基团在棉织物洗涤过程中被Na+的置换,从而使制备的棉织物的洗涤耐久性显著提高。4.通过曼尼希反应合成了磷酸化聚乙烯亚胺（PPEI）,然后通过共价键合制备阻燃棉织物（Cot-PPEI）,最后对Cot-PPEI进行季铵化反应改性,得到Cot-PPEI-Q,以进一步提高棉织物的阻燃耐久性并赋予抗菌性能。增重分别为15.3%和14.8%的Cot-PPEI和Cot-PPEI-Q的LOI分别提升至36.3%和36.8%。经过30次标准洗涤循环后,Cot-PPEI的LOI下降至27.3%,而Cot-PPEI-Q的LOI值保持在30.5%。季铵化改性后棉织物表面的季铵和伯胺含量增加,其具备与未反应的磷酸铵根结合的能力,从而提高了阻燃耐久性。与纯棉织物相比,Cot-PPEI和Cot-PPEI-Q的HRR值分别下降了87.1%和81.9%,THR分别下降了44.6%和22.9%。Cot-PPEI-Q相比于Cot-PPEI具有更好的成炭性能和更低的生烟量。PPEI-Q和PPEI在凝聚相和气相都发挥阻燃作用,通过在凝聚相促进炭的生成,减少易燃挥发物产生,同时在气相中释放不易燃挥发物如NH3,H2O,芳香化合物,对可燃气体起到稀释作用。5.设计了新型耐久型阻燃剂,并调控织物两侧润湿性,赋予棉织物耐久阻燃和吸湿排汗性能。首先通过聚磷酸和双（2-羟乙基）二甲基氯化铵的酯化反应合成季铵化聚磷酸铵（AQAPPA）,以共价键合的方式将AQAPPA整理到棉织物上,得到阻燃Cotton-AQAPPA;然后通过单面喷涂PDMS来调控Cotton-AQAPPA两侧的润湿性。Cotton-AQAPPA具有比APPA更好的阻燃性。在增重为14.3%时,Cotton-AQAPPA的LOI提升至41.8%,VBT的损毁长度降低到3.5 cm。经过30次洗涤循环后,Cotton-AQAPPA的LOI降低到28.3%。阻燃机理分析表明AQAPPA改变了纤维素的热分解路径,促进了纤维素炭化,在气相中释放CO2和易燃挥发物。此外,AQAPPA可以通过封闭磷酸酯和季胺阳离子两种方式减少磷酸铵根基团在洗涤过程中与金属离子的结合,从而提高了洗涤耐久性。单面喷涂PDMS,所制备的织物的两侧具有相反（Janus）的润湿性。当PDMS溶液的喷涂体积为6 m L时,Janus织物即具备吸湿排汗性能。水滴可以从Janus织物的疏水侧转移至亲水侧,而不会从亲水侧转移至疏水侧。对于服装用织物如防护服内层,儿童睡衣等应用领域的应用提供了新的思路。