高分子材料的应用领域日益扩大，已遍及国民经济的各个领域和人民生活的各个方面，由其可燃性所带来的火灾危险已受到各国政府和人民的密切关注，也是有关人类和环境的重大社会问题。因此，推广使用阻燃材料，对易燃和可燃材料进行阻燃处理，制订合理的阻燃法规和阻燃标准，以提高全社会防止火灾的能力，尽量减少火灾损失，具有重大的现实意义。 由于对材料的抑烟、减毒要求日益严格，使当今许多传统的阻燃剂面临困境，而膨胀型阻燃剂低烟、低毒的特点正给它的发展提供了良好的机遇，成为20世纪90年代以来阻燃剂最为活跃的研究领域之一，也被认为是实现阻燃无卤化的很有希望的途径之一。 因此，我们设计并合成了集酸源、炭源、气源于一体的三个系列二十四个未见文献报导的化合物：①N，N′-双（5，5-二甲基-4-芳基-2-氧（硫）代-1，3，2-二氧磷杂环己基-2-）哌嗪；②N，N′-双（5，5-二甲基-4-芳基-2-氧（硫）代-1，3，2-二氧磷杂环己基-2-）乙（丙、己）二胺；③N，N′-双（5，5-二甲基-4-芳基-2-氧（硫）代-1，3，2-二氧磷杂环己基-2-）脲（硫脲、胍）。我们对反应条件和后处理过程进行了探索和改进。采用IR、¹HNMR、³¹PNMR、MS和元素分析等方法对目标化合物进行了结构表征，并对其波谱性质进行了系统分析，结果表明合成化合物的结构和预期目标化合物结构一致。 对部分具有代表性的化合物进行了热重（TG）和差示扫描量热（DSC）分析，这些化合物多数在220℃以上开始分解，具有一定的热稳定性，在220～400℃降解迅速，与大部分高分子材料的热氧降解温区重叠，具有较好的阻燃配伍性能；600℃时，残炭量较高，具有较好的成炭作用。前两个系列的化合物在相应失重温区内都出现了吸热峰，这对阻燃体系是非常有利的。 将这三个系列化合物分别应用于醇酸清漆、环氧树脂（E-44）中进行初步阻燃性能测试。其中用于环氧树脂（E-44）的水平燃烧试验（GB2408-80）是标准实验方法。结果表明，题称化合物具有较好的阻燃效果。阻燃醇酸清漆时，添加量为1％可以达到1～2秒钟内的自熄效果；当添加量为10％时，环氧树脂样条燃烧长度在10～20mm左右，均能达到自熄效果。前两个系列的化合物在环氧树脂（E－44）中的阻燃效果明显优于第三系列。燃烧过程中有发泡膨胀现象，样品离火后迅速炭化自熄，无熔融、滴落现象，发烟量小，是一类较好的膨胀型阻燃剂。本论文阐述了膨胀型阻燃剂的阻燃机理，依据阻燃效果的不同，初步探讨了磷、硫、芳构型碳含量对阻燃性能的影响。 通过热分析和初步阻燃实验结果表明，我们所合成的目标化合物都具有较好的阻燃性能，与高分子材料具有较好的配伍性，是一类具有应用开发价值的膨胀型阻燃剂。