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本课题通过选择三乙醇胺(TEA)作为新型表面活性剂,研究了添加TEA用量、原料配比、固液比、反应温度、搅拌速度和反应时间来确定合成具有不同形貌的纳米硼酸锌(ZB)的最佳反应条件,并以乙烯辛烯共聚物接枝马来酸酐(POE-g-MAH)为相容剂,将自制的一次性合成并改性的纳米硼酸锌阻燃剂(Zn3B6012·3.5H20)与聚磷酸铵(APP)/季戊四醇(PER)复配作为新型阻燃复合体系对PP进行阻燃改性。通过成分分析、XRD、SEM/EDS、TEM和TG-DSC表征所制备Zn3B6O12·3.5H20的结构和形貌。并对ZB/APP/PER复合阻燃的PP材料力学性能、热性能和阻燃性能进行测试。1、选用新型的表面活性剂三乙醇胺(TEA),以一水硫酸锌与硼酸进行水热反应合成纳米硼酸锌,发现原料配比、TEA用量等因素对ZB的粒径和形貌影响很大。当一水硫酸锌与硼酸的摩尔比为1/2、TEA用量为2%、反应温度为80℃、反应时间为12h,合成了组成为Zn3B6O12·3.5H2O(ZNO%=40.38%,B203%=45.80%,H20%=13.82%)的纳米硼酸锌,产物长宽约4μm、厚约10nm的片状结构。当其他条件不变,TEA用量为4%时,合成的Zn3B6O12·3.5H20形貌为长约100-200nm、直径为20nm的条状结构。2、初步探讨了以三乙醇胺作为表面活性来促进反应溶液成为微乳液的机理,从微观结构上解释了三乙醇胺在合成不同形貌的纳米硼酸锌的作用和原理。3、采用POE-g-MAH作为相容剂,使用膨胀型阻燃剂聚磷酸铵(APP)／季戊四醇(PER)对PP进行阻燃改性,通过力学性能测试比较POE-g-MAH作为相容剂对改善膨胀型阻燃剂IFR和PP之间的力学性能的影响,运用极限氧指数法(LOI)和UL94垂直燃烧法,考察了POE-g-MAH添加量比例对APP/PER/PP复合材料阻燃性能的影响。结果表明,POE-g-MAH作为相容剂,能显著改善阻燃剂与基体PP分子之间的亲和性,提高界面作用力,对材料的阻燃性能没有太大影响。POE-g-MAH的加入量为3%时,复合材料的拉伸强度和弯曲强度达到最大值,在POE-g-MAH含量为7%时,获得较好的断裂伸长率和缺口冲击强度。4、采用POE-g-MAH作为相容剂,使用一次性合成并改性后的纳米阻燃剂(ZB)与聚磷酸铵(APP)/季戊四醇(PER)复配,考察ZB与膨胀型阻燃剂阻燃PP协同增效作用。通过力学性能测试比较不同加入量ZB作为协效剂对阻燃PP的力学性能的影响,运用极限氧指数法(LOI)、TG分析和残炭SEM分析,考察了添加不同量纳米ZB对APP/PER/PP复合材料阻燃性能的影响。结果表明,TEA作为表面改性剂,能显著改善纳米硼酸锌的表面性能,能有效防止团聚,增加其与膨胀型阻燃剂和基体PP分子之间的亲和性。纳米硼酸锌的加入不但能明显增加复合材料的阻燃性能,还能保持其良好的力学性能。当ZB加入量为3%时,复合材料的LOI达到最大值,残炭量高达24%左右,这比未添加ZB的IFR/PP/POE-g-MAH体系提高了近208%,并且拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量和冲击强度基本保持不变,断裂伸长率逐渐增大,说明一次合成改性的纳米硼酸锌与膨胀型阻燃剂之间存在良好的协同增效作用。