膨胀型阻燃剂以其独特的膨胀性能被人们所熟知,是目前研究者重点开发的无卤阻燃剂之一,具有无卤、低烟、低毒和无腐蚀性的特性。但是目前膨胀型阻燃剂大多为小分子化合物,存在分子量小、热稳定性差等弊端。本文针对以上缺点,开展了新型聚合型膨胀阻燃剂的合成及在棉织物和腈纶织物和腈纶材料上的应用研究。(1)使用双三羟甲基丙烷和三氯氧磷通过酰氯化反应合成出中间体双三羟甲基丙烷双磷酰氯DTDC,然后将DTDC通过聚合反应分别与硫脲和尿素相结合制备出聚合型膨胀阻燃剂聚双三羟甲基丙烷硫代磷酰脲PDTPT和聚双三羟甲基丙烷磷酰脲PDTPU。通过单因素试验确定了阻燃剂的最佳合成工艺,得到DTDC、PDTPT和PDTPU的产率分别为89.89%、89.12%和92.41%。通过IR和~1H NMR等手段验证了DTDC、PDTPT和PDTPU均已成功合成,并且凝胶色谱GPC测试出PDTPT的分子量为1781,聚合度为4。对热性能和成炭性能测试分析表明,聚合物PDTPT和PDTPU的热分解温度分别为270℃和280℃,在600℃时的成炭率分别为48.86%和35.47%,形成的炭层结构紧密完整。(2)将阻燃剂PDTPT和PDTPU分别应用于棉织物的阻燃整理,研究发现当PDTPT的浓度为100 g/L时,阻燃棉织物的阻燃效果达到国标B1级,损毁炭长为13.0 cm,而当浓度为400 g/L时损毁炭长仅为7.0 cm,此时极限氧指数为27.0%,达到难燃纤维级别,并且经过10次水洗后的阻燃棉织物的阻燃效果仍能达到国标B2级,但是阻燃剂PDTPT会使棉织物出现泛黄现象。而对于经阻燃剂PDTPU阻燃整理后的棉织物颜色无明显变化,而且当浓度达到100 g/L时,阻燃效果达到国标B2级,损毁炭长为17.0 cm,浓度达到400 g/L时,阻燃效果达到国标B1级,损毁炭长为7.5 cm,极限氧指数LOI值达到26.8%。(3)将阻燃剂PDTPT和PDTPU分别应用于腈纶织物的阻燃整理,通过试验发现经过整理后腈纶的断裂强力均有所提高,且当浓度达到100 g/L时,经过阻燃整理的腈纶织物均出现自熄现象,当阻燃液浓度为400 g/L时,经过阻燃剂PDTPT和PDTPU整理的腈纶织物的极限氧指数LOI值分别为26.6%和26.8%,均达到难燃纤维级别。通过阻燃剂PDTPT和PDTPU制备出的阻燃腈纶材料发现,PDTPT和PDTPU能够在腈纶材料中均匀分布,含阻燃剂PDTPT和PDTPU质量分数为30%的阻燃腈纶材料在800℃时成炭率分别为7.38%和6.60%,远高于腈纶材料的1.44%,并且合成的两种阻燃腈纶材料在600℃下形成的炭层都充满了细小孔洞,说明在腈纶材料的燃烧过程中起到了良好的膨胀发泡作用。通过对阻燃剂PDTPT和PDTPU自身的热性能、在棉织物的阻燃应用和腈纶织物及腈纶材料中的阻燃应用进行性能对比发现,阻燃剂PDTPT在膨胀性能和高温成炭率方面优于阻燃剂PDTPU,在阻燃效果上也略好于阻燃剂PDTPU,证实了含有氮-磷-硫三种阻燃元素的阻燃剂相互协同效果优于仅含氮-磷两种阻燃元素的阻燃剂,特别是在耐高温性能和成炭性能方面等存在着明显的优势。但是通过试验发现硫元素会使阻燃剂变成黄色,进而影响到被其阻燃的织物,因此在应用中需综合考虑阻燃剂的性能,在一些对织物的白度要求较高的领域,尽量选择一些不含硫元素的膨胀型阻燃剂。