本论文分别从三元乙丙橡胶（EPDM）材料的补强剂、阻燃体系和相容剂等方面对EPDM的无卤阻燃改性开展了一系列配方设计,并采用拉力试验机、氧指数测试仪（LOI）、垂直燃烧测定仪（UL94）、锥形量热仪（CONE）、热失重分析仪（TGA）和扫描电镜（SEM）等分析手段研究了炭黑N550补强剂、聚磷酸铵/三嗪成炭剂复配膨胀阻燃剂（APP/CFA）、金属氢氧化物阻燃剂、硼酸锌阻燃协效剂和三元乙丙橡胶接枝马来酸酐（EPDM-g-MAH）增容剂对EPDM材料综合性能的影响,探究了内在阻燃机理和性能影响规律。首先,研究了补强填料炭黑N550对EPDM材料性能的影响,确定了EPDM较优的基础配方,结果显示,炭黑N550可以同时提高EPDM的力学性能和阻燃性能,促进EPDM材料的成炭行为。当炭黑N550添加量为30份时,EPDM复合材料综合性能最佳,拉伸强度为10.35MPa,提高3.4倍;LOI从18.1%提高到21.1%;热释放明显降低,最大热释放速率降低了52%、热释放总量降低了10%;残炭率提高近4倍,且燃烧后形成的炭层形貌连续。其次,基于炭黑增强的基础配方,引入膨胀阻燃剂APP/CFA对EPDM体系进行阻燃改性,研究APP/CFA对EPDM性能的影响,并利用TGA、SEM等对APP/CFA膨胀阻燃机理进行了探究。结果表明,当膨胀阻燃剂总添加量为90份,APP和CFA的配比为3:1时,阻燃效果最好,但力学性能有所下降。LOI达32.2%,UL94级别为V-0级,最大热释放速率为263.67k W/m~2,降低了59%。同时,APP/CFA具有良好的成炭效果和效率,使炭层更加致密均匀,有利于EPDM结构稳定性和热稳定性。另外,还研究了以氢氧化镁和氢氧化铝为阻燃剂、硼酸锌为阻燃协效剂构成的复配阻燃体系对EPDM性能的影响,并利用TGA、SEM等对协同阻燃机理进行了探究。结果显示,硼酸锌与金属氢氧化物之间、氢氧化镁与氢氧化铝之间都具有良好的协同阻燃作用。当金属氢氧化物的总添加量为105份时,氢氧化镁和氢氧化铝的最优配比为5:2,硼酸锌的最优添加量为35份,LOI达30.4%,UL94测试第一次通过V-0等级,平均热释放速率降低了25%,热释放总量降低了20%;拉伸强度为10.62MPa,首次呈现增长趋势,一定程度上弥补了氢氧化物阻燃剂大量添加导致的力学性能损害。最后,研究了三元乙丙橡胶接枝马来酸酐作为增容剂,对EPDM与其他组分之间相容性以及对EPDM膨胀阻燃体系的影响。结果表明,适量EPDM-g-MAH可以极大提高EPDM基体和填料粒子的界面相容性,使无机填料分散得更均匀。当EPDM-g-MAH添加量为20份时,EPDM膨胀阻燃体系的综合性能进一步提高,拉伸强度达8.66MPa,提高13%,断裂伸长率为702%,与未添加EPDM-g-MAH前保持在同一水平;LOI为33.4%,UL94为V-0级,平均热释放速率下降44%,热释放总量下降23%。