我国保温材料市场前景广阔,具有自阻燃性的酚醛泡沫备受青睐,广泛应用于建筑、石油化工管道和交通工具等领域,但随着国家对保温材料阻燃性要求日渐严格,作为有机保温材料的酚醛泡沫阻燃性有待进一步提高。酚醛泡沫阻燃性的提高一般多用添加型阻燃剂,添加量大且影响泡沫其它性能,此外,目前卤系阻燃剂对环境造成的极大危害而促进了无卤阻燃剂的发展,特别是多元素协同阻燃已成为无卤阻燃剂的发展方向,如氮磷协同阻燃。木质素作为储量丰富的可再生资源,具有天然酚类结构,被认为是苯酚的理想替代物。本研究首先将木质素在熔盐水合物存在下降解,酚羟基和木质素侧链羰基含量增加,利用侧链羰基进行席夫碱反应和碳氮双键加成反应,成功引入氮磷阻燃元素,制备了反应型木质素基阻燃剂,用其部分替代苯酚制备阻燃发泡树脂,并进一步制备出阻燃型木质素基酚醛泡沫。主要研究内容及结论如下:（1）以熔盐水合物对Indulin碱木质素（IL）进行解聚,采用现代分析方法对木质素解聚前后进行结构表征,发现熔盐水合物可有效地断裂木质素的醚键,降低木质素的分子量,解聚的同时伴随部分脱甲基化过程,提高木质素的反应活性。GPC分析表明,解聚木质素（DL）的分子量分布曲线明显向低分子量端移动,平均分子量由1921降至1386,多分散指数（PDI）由6.35降至5.71。IL与DL的XPS谱图相似,它们的C ls峰可以拟合为位于284.8 e V、286.43 e V的峰,分别对应木质素与羟基相连的C原子（C-OH）、醚键C原子或甲氧基的C原子（C-OR）。解聚后284.8 e V处的峰值增高而286.43 e V处的峰值降低,证明解聚木质素中的羟基含量增多,甲氧基含量降低。此外,N2和空气氛围下IL与DL整个热重过程总失重基本一致,说明解聚未改变木质素的热稳定性。（2）以解聚木质素（DL）为原料,采用超声波法制备了席夫碱型含氮木质素（N-DL）,再进一步与9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物（DOPO）反应,合成氮磷改性DL（NP-DL）,NP-DL是一种新型膨胀型木质素基含氮磷阻燃剂。使用FT-IR和~1H NMR、31P NMR对木质素的化学结构进行了表征,结果表明NP-DL成功引入了N、P元素。GPC、元素分析与XPS分析则对木质素基阻燃剂N、P元素的引入进行了定量分析,N-DL比DL的N含量明显增多,由1.04%增至4.27%,NP-DL中P含量为1.1%,且在XPS分析中比DL多了N、P元素的特征峰。以TGA、TGA/FT-IR、TGA/MS对NP-DL的阻燃性能进行了分析。由TGA可知:NP-DL的Tmax为578.5 oC,高于DL约100 oC,600 oC和800 oC的残炭比DL分别提高了1285.5%和362.6%,表明木质素功能化修饰后具有更高的热稳定性。TGA/FT-IR和TGA/MS表明:NP-DL受热降解产生含磷物:m/z=47的OP+,m/z=50的H3PO,m/z=63的O2P+和m/z=64的HO2P+,含磷物可捕捉气相中的自由基抑制燃烧。（3）以DL和NP-DL为原料,取代部分苯酚与甲醛在碱性条件下制备木质素改性的酚醛树脂,并通过FT-IR、TGA、GPC、流变性能、黏度表征手段对改性的树脂进行了结构表征和性能测试。对NP-DLPRx（x=5、10、15,代表木质素替代苯酚的百分量,下同）的反应过程进行了分析,并且采用FT-IR、GPC、流变性能分析印证此过程。FT-IR分析表明NP-DLPRx和PR之间的聚合是通过形成甲基醚和脂族醚桥来完成的。GPC表明随木质素添加量的增多,树脂的分子量和分散系数整体呈增大的趋势。同时研究了PR、DLPRx和NP-DLPRx在N2和空气氛围下的热稳定性,N2氛围下NP-DLPR15在800℃的残炭率比PR提高11.63%;空气氛围下,则提高170.93%,NP-DLPRx的残炭整体均高于PR和DLPRx,说明氮、磷元素提高了树脂的热稳定性,而形成了更多的残炭。（4）设计合成了含氮磷木质素结构型阻燃改性的酚醛泡沫（酚醛物质的量之比1:1.7）,通过FT-IR、微观形态、机械性能、导热性能、热稳定性、临界氧指数（LOI）、锥形量热等表征方法对泡沫的性能进行了研究,同时分析了残炭的结构和元素组成,简要探究了含氮磷木质素基酚醛泡沫的阻燃原因。所制备的DLPFx和NP-DLPFx的泡孔形态和机械性能优于纯PF。NP-DLPF10的平均孔径最小,为100.32μm,孔径分布也最窄,为20～130μm,与纯PF相比,改性泡沫中的微孔较多且相对集中。NP-DLPF10的抗压强度和弯曲强度达到最大值,比纯PF（压缩强度为0.158 MPa,弯曲强度为0.205 MPa）分别提高了63.3%和300%。NP-DLPFx的导热系数比纯PF小,热稳定性更好,LOI增大。纯PF的导热系数为0.0330 W/m·K,DLPFx和NP-DLPFx导热系数总体低于纯PF的。DLPFx和NP-DLPFx的最终残炭率均高于纯PF,说明木质素基酚醛泡沫DLPFx和NP-DLPFx均具有良好的热稳定性。随着NP-DL对苯酚取代量的增加,泡沫的LOI呈现增大趋势,NP-DLPF15的LOI值达到了52%,相对于纯PF增加了26.8%。锥形量热结果表明,NP-DLPFx燃烧时同时存在气相和凝聚相的阻燃效果,NP-DLPFx热解生成的H2O和NH3稀释了含氧量,且含磷降解产物逐渐释放PO基团,捕捉到气相氢或氢氧自由基抑制了燃烧;而在凝聚相中,热分解产物磷酸盐也促进了炭层的生成,使得泡沫燃烧的放热量和释烟量降低,NP-DLPF10（22.96 k W/m~2）和NP-DLPF15（19.87 k W/m~2）的p HRR值分别比纯PF降低了2.17%和15.30%;DLPF15（0.026 m~2/s）和NP-DLPF10（0.024 m~2/s）的p RSR值分别比纯PF降低了66.23%和68.83%。对锥形量热仪测试后的残炭进行了SEM、FT-IR、XPS和拉曼表征,研究了NP-DLPFx阻燃和抑烟的原因。结果发现NP-DLPFx热分解产物磷酸盐促进了高石墨化程度炭层的生成,致密的炭层充当了泡沫基体与火焰间的屏障,使材料有效的隔绝热氧,从而抑制可燃气体的释放。由此判断NP-DLPFx具有优良的阻燃和抑烟性能。