乙烯基环氧树脂（VE）由于其易燃烧的缺点,极大地限制了其在轨道交通、船舶运输等领域的应用。卤代化合物一直被用于开发阻燃性能优异的乙烯基环氧树脂,但卤代化合物在燃烧过程中会释放出腐蚀性或有毒气体。因此,迫切需要开发一种高效无卤阻燃型乙烯基环氧树脂。本文合成了两种阻燃剂:DOPO-POSS和KH550-DOPO-POSS,并将不同含量的阻燃剂和钛酸四丁脂（TBT）与MFE-711乙烯基环氧树脂共混/共聚制备出一系列改性的乙烯基环氧树脂,成功构建了多元协同阻燃体系。主要内容如下:一、以9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物（DOPO）和乙烯基三乙氧基硅烷（VEES）为原料,通过水解缩合反应制备了具有梯形和笼形结构的含磷多面体低聚倍半硅氧烷（DOPO-POSS）。采用FTIR、~1H和29Si-NMR、XRD和MALDI-TOF对其化学结构进行表征。DOPO-POSS与VE基体表现出良好的相容性,并将其与钛酸四丁脂（TBT）复配构建磷、硅、钛多元协同体系。通过三点弯曲、TGA、DMA、LOI、UL-94垂直燃烧、锥形量热对VE复合材料的机械性能、热稳定性能、阻燃性能进行了研究。当添加4 wt%DOPO-POSS和0.5wt%TBT后,表现出良好的热稳定性和机械性能;此外,LOI由19.5增加到24.2;PHRR,THR,SPR以及TSP分别降低了57.1%,26.9%,18.1%和13.7%。通过FTIR,SEM,EDX,XPS,TG-IR,Py-GC/MS对VE复合材料的残碳和热解产物进行研究。结果表明,在燃烧过程中磷在气相中能够产生自由基淬灭效应;硅元素形成稳定的Si O2陶瓷相以及磷与钛的协同作用促进了残碳的形成,这种残碳具有内层蜂窝状空腔和致密的外层,有效延缓聚合物的进一步降解和燃烧,表现出良好的磷、硅、钛协同效应。二、以多聚甲醛（POM）,γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）和9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物（DOPO）为原料,制备了具有笼形和半笼形结构的含磷、氮多面体低聚倍半硅氧烷（KH550-DOPO-POSS）。采用FTIR、~1H和29Si-NMR、XRD和MALDI-TOF对其化学结构进行表征。KH550-DOPO-POSS与VE基体表现出良好的相容性,并将其与钛酸四丁脂（TBT）复配构建磷、氮、硅、钛多元协同体系。通过三点弯曲、TGA、DMA、LOI、UL-94垂直燃烧、锥形量热对VE复合材料的机械性能、热稳定性能、阻燃性能进行了研究。当添加4 wt%KH550-DOPO-POSS和0.2 wt%TBT后,表现出良好的热稳定性和机械性能;LOI由19.5增加到29.2且通过了V-1级别,PHRR,THR,SPR和TSP分别降低了42.4%,18.1%,10.6%和10.8%。通过FTIR,SEM,EDX,XPS,TG-IR,Py-GC/MS对VE复合材料的残碳和热解产物进行研究。结果表明,在燃烧过程中磷在气相中能够产生自由基淬灭效应;含氮的不可燃气体;硅元素形成稳定的Si O2陶瓷相以及磷与钛的协同作用促进了残碳的形成,这种残碳具有内层蜂窝状空腔和致密的外层,有效延缓聚合物的进一步降解和燃烧,表现出良好的磷、氮、硅、钛协同效应。