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采用氯磷酸二苯酯（DPCP）、丙烯酸-β羟乙酯（HEA）、氨丙基三乙氧基硅烷（KH-550）为原料,合成磷-硅元素杂化改性偶联剂（DPHA-KH）。DPHA-KH与碳纤维（CF）偶合,制备磷-硅杂化物偶合的碳纤维（CF-DPHA-KH）。采用二氯磷酸苯酯（PDCP）和二苯基硅二醇（DPSD）缩聚反应,合成端羟基聚苯磷酰（HPSP）聚合物。以环氧树脂为基体材料,分别制备了磷-硅杂化物偶合碳纤维的环氧树脂复合材料（CF-DPHA-KH/EP）和HPSP聚合物阻燃环氧树脂复合材料（HPSP/EP）。通过FT-IR、核磁共振（NMR）、扫描电镜（SEM）、元素分析（EDS）、凝胶渗透色谱（GPC）对CF-DPHA-KH和HPSP结构进行表征分析。通过TGA、微型量热仪（MCC）和极限氧指数（LOI）分别研究CF-DPHA-KH/EP和HPSP/EP复合材料的热稳定性能和阻燃性能;SEM和XPS表征炭层形貌及化学成分;烟密度测试仪研究复合材料的烟释放量;Flynn-Wall-Ozawa（FWO）法计算热降解活化能（Ea）;复合材料的力学性能利用拉伸试验机研究。研究结果表明:随着CF-DPHA-KH含量的增加,CF-DPHA-KH/EP的最大分解速率温度(Tmax)、残炭率和极限氧指数（LOI）提高,热释放速率峰值（PHRR）和总热释放量（THR）降低,而烟密度等级（SDR）和最大烟密度值（MSD）有所降低,热降解活化能（Ea）随转化率的增大而增大,并提高了复合材料的断裂伸长率,降低了弹性模量。当CF-DPHA-KH的含量为15wt%时,LOI为28.5%,残炭率为18.7%,PHRR为226.5W/g,THR为22.67kJ/g,MSD为90.66%,SDR为66.86,断裂伸长率为49.5%,弹性模量E为22.85Mpa。随着HPSP含量的增加,HPSP/EP的Tmax升高、残炭率增大、LOI增大、PHRR降低、THR减小、MSD降低、SDR降低、Ea随转化率的增大而增大。当HPSP含量为15wt%时,LOI为27%,残炭率为14.5%,PHRR为208.7W/g,THR为22.9kJ/g,MSD为91.98%,SDR为71.83,Ea随转化率的增大而增大。综合分析表明:采用氯磷酸二苯酯（DPCP）、丙烯酸-β羟乙酯（HEA）、氨丙基三乙氧基硅烷（KH-550）、碳纤维（CF）合成的CF-DPHA-KH对环氧树脂有阻燃效应,环氧树脂的力学性能随着碳纤维的引入也提高了。二氯磷酸苯酯（PDCP）和二苯基硅二醇（DPSD）合成的端羟基聚苯磷酰（HPSP）聚合物,环氧树脂的阻燃性和热稳定性有所提高。