聚丙烯（PP）是一种重要的通用高分子材料,因其优异的综合性能而被广泛的应用于各个领域。然而,其较差的耐燃性以及较低的极限氧指数,使其极易燃烧。在其剧烈的燃烧过程中,不但能释放出巨大的热量,还会产生大量附着火焰的熔滴,使火势蔓延难以控制,严重威胁生命、财产安全。由此可见,提高PP材料的阻燃性能对其应用和发展有重要意义。近些年来,随着人们对环保的愈加重视,无卤阻燃剂的研发得到了日新月异的发展。磷系、氮系等阻燃剂的开发成为了无卤阻燃剂的研发热门。本文针对一种磷-氮阻燃剂焦磷酸哌嗪（PAPP）的合成开展研究工作。在研究其制备方法的基础上,开发复配阻燃体系,并应用在聚丙烯中,以提高聚丙烯的阻燃性能。论文主要开展了两方面的研究工作:（1）磷-氮阻燃剂PAPP的制备工艺研究。以无水哌嗪和磷酸为原料合成出二磷酸哌嗪,采用粉碎-煅烧的新方法制备PAPP。研究煅烧温度、煅烧时间、粉碎-煅烧的次数等因素对PAPP热稳定性的影响,确定较佳的PAPP制备工艺。使用热失重分析（TGA）方法研究制备的PAPP的热分解行为,使用红外光谱（FT-IR）研究PAPP的结构,使用能谱分析（EDS）研究PAPP的元素组成。结果表明,当煅烧温度270℃～280℃,煅烧时间为1 h时,制备的PAPP在250℃左右的分解基本消失,说明制备的PAPP脱水较为完全。当粉碎-煅烧的次数为2～3次时,制备的PAPP在700℃的碳残余大于40%。此时,制备的PAPP具有较高分解温度和较好的成炭性。对制备的PAPP的红外结构研究表明,在 974 cm-1、1086 cm-1、1635 cm-1 及 1456 cm-1 处出现了 PAPP 中 P-O、P=O、N-H及-CH2-等特征吸收峰。EDS结果表明,PAPP中的磷的含量超过25%,碳的含量超过10%。因此,通过粉碎-煅烧法制备出了高性能的PAPP。（2）基于PAPP的复配阻燃体系阻燃PP。将PAPP与三聚氰胺氰尿酸盐（MCA）和聚磷酸铵（APP）阻燃剂复配,研究各个组分的比例对PP阻燃性能的影响。使用极限氧指数测试（LOI）、垂直燃烧测试（UL-94）、锥形量热测试以及拉伸强度测试等对制备的阻燃PP材料的燃烧性能、力学性能、热稳定性等进行研究。结果表明,将PAPP与MCA复配使用时,两者的比例由4:1变化至1:4时,氧指数呈现逐渐降低的趋势。当复配阻燃剂的添加量为20%,PAPP与MCA的质量比例为4:1时,LOI值最大可达28.6%。UL-94的测试也证明,当PAPP与MCA的比例为4:1时,制备的阻燃PP最好可达到阻燃等级UL-94 V-0级别。为进一步提高PP的阻燃性能,将PAPP/MCA与APP复配,研究APP的比例对三种阻燃剂同时使用的影响。结果表明,当PAPP/MCA与APP的质量比例由4:1变化至1:4时,氧指数呈现先增加后减少的趋势。当三组分复配阻燃剂的添加量为20%,LOI值数最大可达33.6%。UL-94测试也证明,该比例下制备的阻燃PP阻燃等级最高,可以达到UL-94 V-0级别。