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聚苯乙烯（PS）作为五大通用塑料之一,在力学性能、电性能、耐蚀性、隔热保温等方面有着突出的表现,同时具备加工性能好、成本低等优点。因而被广泛应用于电气、电子产品及包装容器、日用品等行业。然而,聚苯乙烯分子链极易引燃,且燃烧时热释放速率峰值高（约1300kW/m2）、易形成流淌火,在形成多向蔓延模式的同时释放出大量毒性气体和黑烟。当聚苯乙烯材料应用于建筑、电气设施等领域时,一旦出现火灾安全问题,将严重威胁社会民众的人身、财产安全,制约了其在部分工业领域中的应用。因此,针对聚苯乙烯等聚合物阻燃的研究十分必要。提高聚合物阻燃的方法主要有“添加型”和“反应型”两类。“添加型”是将阻燃剂以机械物理混合的方法加入聚合物中,已取得较好效果,但存在分散性差、破坏材料其他性能等问题。而“反应型”是通过化学反应将含有阻燃基团的分子链引入聚合物基体中,该方法分散性好,使阻燃剂与聚合物在微观分子级别紧密结合,阻燃效果好。此外,石墨烯由于其特殊的二维蜂窝状结构及优异的物理、化学性能,在聚合物材料领域应用广泛。仅需要添加少量的石墨烯在聚合物中就能明显改善聚合物的性能。然而未经改性处理的石墨烯应用于聚合物中仍存在易团聚、分散性差等问题,制约了其应用。本论文结合石墨烯的物理阻隔阻燃和含磷阻燃剂凝聚相催化成炭及气相阻燃的效用,通过分子设计制备含磷阻燃分子用于氧化石墨烯的功能化修饰,制备反应型功能化氧化石墨烯,进而将反应型功能化氧化石墨烯引入到苯乙烯中均匀分散聚合,制备了新型含磷阻燃分子功能化氧化石墨烯/聚苯乙烯阻燃材料,研究内容如下:1.将DOPO甲醛化获得DOPO-OH阻燃剂,再以三氯氧磷（POCl3）、丙烯酸羟乙酯（HEA）、DOPO-OH为原料,通过分子设计,合成含双键的新型含磷阻燃单体PACP,研究反应条件对功能分子结构的影响,并采用傅里叶红外光谱（FTIR）、核磁共振氢谱（1H NMR）对材料进行元素分析和结构表征,结果表明PACP被成功合成;2.采用Hummers法制备氧化石墨烯（GO）,利用PACP与GO表面含氧官能团反应,对GO进行修饰,合成反应型功能化氧化石墨烯（FGO）,对GO和FGO使用XRD衍射分析（XRD）、FTIR、透射电子显微镜（TEM）进行结构和形貌表征,结果表明XRD中GO出现明显的（002）特征衍射峰,FGO中峰左移且强度明显降低;FTIR结果中FGO对比GO出现含磷特征峰且C-OH峰强大大减弱;TEM结果也显示GO表面大量褶皱,FGO表面修饰了团状阴影;FGO呈现疏水性且在有机溶剂DMF中稳定分散;3.采用原位聚合法,使FGO与苯乙烯通过化学键结合,制备功能化氧化石墨烯/聚苯乙烯（PS-FGO）纳米复合材料,并制备氧化石墨烯/聚苯乙烯（PS-GO）纳米复合材料进行对比研究,采用差式扫描量热仪（DSC）、热重（TG）、微型量热仪（MCC）、极限氧指数（LOI）研究其热性能和燃烧性能,结果表明由于FGO在聚苯乙烯中的均匀分散以及FGO与聚苯乙烯基质化学键结合的界面相互作用,PS-FGO试样对比于纯聚苯乙烯和PS-GO在阻燃性能、高温热稳定性和玻璃化转变温度（Tg）都明显提高;4.研究聚合物材料热降解过程及其阻燃机理:采用热重-红外（TG-IR）联用研究材料的热解过程,分析氧化石墨烯和功能化氧化石墨烯在抑制有毒有害气体及可燃挥发性气体的差异性,阐明功能化氧化石墨烯气相阻燃机制;此外,利用扫描电子显微镜（SEM）、FTIR、拉曼（Raman）光谱对相关残余炭层进行研究,阐述功能化氧化石墨烯的催化成炭机制及炭层的凝聚相阻燃作用、机理等。