天然纤维具有来源丰富、可再生、可降解、价格便宜等优点,近年来天然纤维已成为复合材料领域的研究热点。大麻纤维是具有较高比强度和比模量的天然纤维,广泛地应用于纺织、汽车内饰、建筑材料及复合材料领域,但是大麻纤维极限氧指数低,受热情况下极易燃烧。针对大麻纤维材料较差的热稳定性合成了取代基多样的杂环化合物,采用浸渍共混方式对大麻纤维材料进行阻燃处理,研究产物结构上取代基效应对大麻纤维材料热稳定性的影响,采用偶联改性方法提高大麻纤维表面交联产物的能力。基于β-酮酰胺衍生物酰胺结构上氮原子亲核性,控制反应条件、选择反应方向,制备了3类取代基丰富的吡啶酮衍生物。1、利用Vilsmeier反应制备一类官能团丰富的多取代吡啶酮衍生物,产率均在80%以上。2、调控反应方向,实现了吡啶酮衍生物的选择性合成,制备了一类多取代吡啶酮同分异构体衍生物,产率均在85%以上。3、利用自身缩合反应制备了一类多芳香环取代基的吡啶酮衍生物,实现了原子经济性高效反应,产率均在81%以上。基于β-酮酰胺衍生物酰胺结构上氧原子亲核性,与氰基乙酸乙酯在乙醇钠/乙醇的体系下,经历亲核—消除和互变异构反应过程,合成了一类含氮取代基吡喃酮衍生物,取代基效应对产物收率影响较小,无论是吸电子还是供电子取代基以及增加取代基数量,都能够很好的合成产物,产物收率均在82%以上。利用核磁、质谱、红外光谱及元素分析对产物化学结构进行了表征。吡啶酮/吡喃酮结构上的取代基电子性质、取代基位置和取代基数量对大麻纤维原料和织物的热稳定性影响研究表明,即使小分子结构简单改变也会造成大麻纤维材料的热稳定性较大影响,即取代基位置（邻、间、对）和取代基电子效应（供电子和吸电子）可导致结构单元的电子云分布和密度变化,而产生热解活化能的差异性,促使大麻纤维原料和织物的分解温度和残炭率发生改变。热重分析研究表明,产物分子结构上邻对位供电子取代基能够提高产物的热解活化能,从而提高大麻纤维原料和织物的热稳定性,芳香性取代基促进大麻纤维原料和织物残炭率的提升。偶联剂改性后浸渍产物的大麻织物热稳定性进一步增强,微观形貌观察表明偶联改性使大麻织物表面交联产物能力增强。热重分析和极限氧指数研究表明,大麻织物的残炭率由13.5%提高至29.6%,极限氧指数由17.1%提高至29.9%,垂直燃烧达到B1级。