棉织物,作为一种天然织物,由于具有良好的吸湿性、隔热性和耐化学腐蚀性等优异性能,在军事防护服、焊接工作服和家居装饰织物中得到了广泛应用。遗憾的是,棉织物的LOI仅为17.0%左右,燃点为350℃。因此,赋予棉织物优异的阻燃性和耐久性是一项紧迫的工作,卤素阻燃剂添加量少,阻燃效率高,但高温下会释放带有浓烟的卤化氢气体,许多国家逐步禁止了卤素阻燃剂的使用。因此,无卤阻燃剂的研究、进展和应用将面临巨大的挑战。磷系阻燃剂在燃烧过程中会释放聚磷酸或偏磷酸等磷酸类物质,促进棉织物脱水成炭,阻碍了O2和热量渗入棉纤维内部,从而阻止棉织物燃烧。目前,市场上广泛使用的阻燃剂如Proban（?）和Pyrovatex（?）是工业含磷阻燃剂,阻燃剂分子中的P–CH2–OH活性基团与纤维素的–OH基团反应,形成C–O–C共价键,具有凝聚相屏障、气相稀释和吸热冷却的协同效应,赋予棉织物优异的持久阻燃性能。然而,由于N–羟甲基的水解,处理棉中含有大量的游离甲醛,严重危害着人类的健康。鉴于上述因素,寻找含有新型活性反应基团的阻燃剂非常重要。近年来,磷–氮协效阻燃剂在棉织物的阻燃方面得到了迅速的发展。本研究设计合成了3种含有磷酸铵基团的磷–氮阻燃剂,通过P–O–C共价键将阻燃剂成功的接枝到了棉织物上,预期从阻燃剂的分子结构出发设计改善棉织物阻燃性和耐久性的方法。（1）以三乙烯四胺、甲醛、亚磷酸和尿素为原材料利用席夫碱的反应机理合成了一种新型磷–氮阻燃剂三乙烯四胺六甲叉膦酸铵（FR）,通过FT–IR和NMR对其化学结构进行了表征;FR分子的活性反应基团（P=O）–O–NH4+与棉织物的活性基团–OH反应形成P–O–C共价键,成功地将FR接枝到棉织物上。实验结果表明26.5%WG处理棉的LOI从17.0%提高到39.5%,50 LCs后LOI仍能达到30.9%（高于国际阻燃标准的26.0–28.0%）;CONE表明处理棉的PHRR从171.1k W/m~2降至17.8 k W/m~2,THR从6.3 MJ/m~2降至1.1 MJ/m~2;TG证实处理棉在N2和空气中的初始降解温度分别为157.9℃和157.7℃,低于空白棉;FR的加入抑制了棉织物在加热条件下的初始热降解温度,并在燃烧区形成更多的残炭,有利于燃烧过程中形成膨胀炭层;此外,通过SEM–EDS、Raman、XPS和TG–IR对处理棉的阻燃机理进行了评估;处理棉的物理性能和力学性能略有下降,但不影响棉织物的正常使用。结果表明,FR可作为环保、高效、耐用的棉用阻燃剂。（2）以二乙醇胺、亚磷酸、磷酸、甲醛和尿素制备了一种新型磷–氮阻燃剂—乙醇胺亚磷酸酯铵（EAP）,EAP分子的活性反应基团–P=O（ONH4）2与棉织物的活性基团–OH反应形成P–O–C共价键,同时还能与自身的–OH发生缩合酯化反应形成P–O–C共价键,EAP通过P–O–C共价键接枝到棉纤维上。在阻燃整理过程中,EAP还发生了自缩聚反应。23.4%WG处理棉的LOI为37.6%,50 LCs后,LOI降至31.4%。TG、CONE和垂直燃烧数据表明,处理棉在高温下分解为磷酸或多磷酸,促进了棉织物的热降解和炭化,阻碍了火焰的蔓延。SEM、XRD和EDS证实EAP渗透到棉纤维中,对其表面形貌或晶体结构没有明显影响;但处理后的棉织物的力学性能略有下降。这些结果证实EAP可作为持久、高效的棉用阻燃剂。（3）以丙三醇、磷酸和尿素为原料合成了一种含活性反应基团–P–O-NH4+的新型磷–氮阻燃剂。在高温下,–P–O-NH4+分解为–P–O-H+基团,在双氰胺催化剂作用下生成膦酸酐。膦酸酐脱水与棉纤维葡萄糖环6位碳原子上的–OH发生化学接枝反应,通过P–O–C共价键将AGT牢固地接枝到棉纤维上。通过FT–IR和NMR确定了AGT的化学结构;通过LOI、垂直燃烧、CONE、TG和DSC测试,系统研究了处理棉的阻燃性、耐久性和热稳定性。实验结果表明25.3%WG处理棉的LOI为40.5%,显著高于未处理棉的17.0%;垂直燃烧测试表明处理棉表现出良好的自熄性能;CONE表明处理棉的PHRR从171.1 k W/m~2降低至15.1 k W/m~2,THR从6.3 MJ/m~2降至1.1MJ/m~2;TG数据显示,处理棉在N2和空气环境中的初始热降解温度分别降至225.9℃和221.8℃,同时处理棉的白度和力学性能保持在可用的范围内。这种无甲醛、高效、耐用的阻燃剂在棉织物领域具有潜在的工业应用前景。