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聚丙烯(PP)以其优异的物理力学性能和电绝缘性,耐化学腐蚀,易加工,成本低等优点,被广泛应用于交通、建筑、化工、电器电子和汽车制造等领域。但PP材料易燃烧,限制了其在一些领域使用,因此赋予PP材料阻燃功能具有重要意义。膨胀阻燃剂(IFR),尤其是三嗪系IFR对PP材料具有很好的阻燃作用,但在研究和使用过程中存在耐水性差、分散性不好等问题。本论文通过分子设计,合成了两种新型的三嗪系成炭发泡剂,分别与聚磷酸铵(APP)和二氧化硅(SiO2)复配成IFR用于PP阻燃,并研究了阻燃PP材料的性能。首先以三聚氯氰、乙醇胺和哌嗪为原料合成了N-羟乙基三嗪-哌嗪共聚物(HETPC),通过傅里叶红外分析(FTIR),元素分析和碳核磁分析(13C NMR)对产物的结构进行了表征和确认。溶解性测试表明,合成的HETPC在常用的有机溶剂中不溶,具有良好的耐溶剂性。热重分析(TGA)测试表明,HETPC的起始热分解温度为330℃,在700℃的残炭量达到了26.7%,表明该成炭剂具有良好的热稳定性和成炭能力。将HETPC、APP和Si02复配成IFRl加入到PP中,制备得到阻燃PP材料,当阻燃剂的添加量为18 wt%时,1.6mm厚材料通过UL-94 V-0级,极限氧指数(LOI)值达到了31.3%,表明该阻燃体系对PP材料具有很好的阻燃效率。力学性能测试表明,阻燃剂的加入对材料的力学性能影响较小。锥形量热(CONE)测试表明,IFR1的加入使得材料的燃烧参数,如：HRR、THR、SPR和TSP均有大幅度的降低,燃烧后炭残余量得到了明显提高。通过CONE测试后的炭层形貌扫描电镜(SEM)照片发现,IFR1的加入使得材料在燃烧后形成了连续致密的炭层,提高了材料的阻燃性能。为进一步提高阻燃PP材料的耐水性,本论文设计合成了另一种新型成炭剂N-甲基三嗪-乙二胺共聚物(MTEC),并对其结构进行了表征,MTEC同样具有良好的耐溶剂性。通过接触角测试研究了MTEC的润湿性能,结果表明,MTEC的准接触角达到了117°,表现了很好的疏水性能。TGA测试表明,MTEC的起始热分解温度为315℃,在700℃的成炭量为26.1%,表明该化合物具有良好的热稳定性和成炭能力。将合成的MTEC与APP及Si02复配成IFR2加入到PP材料中,当阻燃剂的添加量为22 wt%时,1.6 mm厚样条通过UL-94 V-0级,LOI值达到了29.6%,同时阻燃剂的加入对材料的力学性能影响较小。阻燃PP材料在70℃水中浸泡168 h的耐水测试后,1.6及3.2mm厚样条的质量损失率分别为0.62%和0.13%,且材料的阻燃性能依然保持良好,阻燃PP材料表现了很好的耐水性能。CONE测试表明,IFR2的加入使得材料的燃烧参数均有大幅度的降低,炭残余量明显提高,燃烧时在材料表明形成了连续致密的炭层,很好的保护了内部材料,提高了材料的阻燃性能。