以植物纤维为主要原料的建筑材料、室内装饰材料、包装材料等是引起火灾的一类易燃物质。植物纤维纸的阻燃机理研究和阻燃技术开发是降低火灾隐患、减少火灾中人员伤亡和财产损失的需要。浆内添加无机阻燃剂是制备阻燃纸的有效方法。本论文采用原位聚合法,以聚磷酸铵(APP)和硅藻土为主体,制备了双组分和三组分的复合阻燃填料,系统研究了复合填料加填纸页的阻燃、抑烟性能及机理,考察了表面改性对复合填料阻燃、抑烟性能的影响。为制备绿色高效的纸用无机复合阻燃填料提供了有效的途径,对于丰富植物纤维纸的阻燃、抑烟理论具有较重要意义。通过原位聚合制备了不同组成的双组分APP-硅藻土复合填料;以SiO2、ATH(氢氧化铝)和TiO2为APP的阻燃协效剂,制备了三组分的APP-硅藻土/协效剂复合填料;用硅烷偶联剂KH550对复合填料进行表面改性,将改性前后复合填料通过浆内添加制备阻燃纸。利用X-射线衍射、傅立叶变换红外光谱、热重分析等对复合填料进行表征;用氧指数法、锥形量热法、扫描电镜等分析和评价了纸页的阻燃、抑烟性能,结合EDS、PY-GC-MS等分析和讨论了纸页的阻燃、抑烟机理。研究发现,APP-硅藻土复合填料有两个热失重阶段,在550℃左右完成第一阶段分解,550~750℃为第二阶段分解。当APP-10%硅藻土复合填料在纸中加填量为20%时,可达到难燃的标准;纸样的热释放速率峰值、有效燃烧热和平均质量损失速率分别为41.01 kW/m2、11.2 MJ/kg和0.00396 g/s,在双组分的复合填料中达到最低值;其点燃时间和火灾性能指数最大,安全性相对更好;纸样燃烧后炭层较为完整,其纤维状网络清晰可见,炭层强度较好、变形较少,APP和硅藻土产生了凝聚相的协同成炭作用。复合填料中的APP会增加燃烧过程的烟释放速率和CO生成速率,硅藻土可有效抑制烟雾和CO毒气的释放。APP-10%硅藻土改性后,加填纸样的极限氧指数值约提高2个点,其热释放速率峰值、平均质量损失速率分别下降17.34%和3.79%,改性也导致烟释放速率和CO生成速率的上升。改性提高了燃烧后残渣中的C、Si和P元素,部分C元素以C=C、C≡C和C≡N键的形式存在,其结合力强,使组织结构更为紧密,形成的炭层强度更高、结构更致密。在各三组分复合填料中,以APP-10%硅藻土/2%SiO2、APP-10%硅藻土/4%TiO2和APP-10%硅藻土/4%ATH具有较好的阻燃效果。SiO2、TiO2和ATH与APP的反应产物[SiO(PO3)2]n、TiP2O7和[Al(PO3)3]n等使APP在第二个失重阶段的挥发现象得到抑制,减少了体系在高温下的失重,其协同成炭、抑烟作用明显。加填纸样的热释放性、烟释放性和烟毒释放性比APP-10%硅藻土进一步改善,纸样在火灾中的危险性进一步减小,其中以APP-10%硅藻土/4%TiO2复合填料的效果最佳。TiO2和ATH的加入使纸样燃烧后炭层C、P、Si元素含量高于SiO2加入的纸样,TiO2使炭层的P含量高于ATH加入的纸样,其使炭层有更多的C≡C结合;三组分加填纸样炭层红外光谱均出现O-P-O的伸缩振动,形成了更多的磷酸盐成份;TiO2与APP产生了更好的协同阻燃作用,使残渣炭层强度更高,炭层纤维无断裂和鼓包等现象,保持了完整的网络状结构。复合填料影响了燃烧过程中纤维素和半纤维素的热裂解反应,减少了纤维素糖苷键的断裂,抑制了脱水糖类的生成,减少了可燃性挥发物质的产生,从而保护了纤维素和半纤维素,也减少了烟雾毒气的释放。表面改性使三组分复合填料加填纸样的极限氧指数值有一定程度提高,其燃烧过程的热释放性和质量损失率进一步改善,使纸样燃烧时形成强度更高、结构更致密的炭层,但改性也使烟释放速率和CO生成速率上升。