聚丙烯(PP)是重要的通用塑料,具有良好的化学稳定性和电绝缘性,广泛的应用于汽车工业、电子电器、通讯设备、医疗器械、化工设备、包装制品等领域。但是纯PP是一种极易燃烧的物质,而且燃烧之后基本上没有炭残留,因此需要对PP进行阻燃以提高其阻火性,在最近30年,对PP的阻燃研究取得了很大的发展。传统上对PP进行阻燃是用含卤阻燃剂与三氧化锑(协效剂)复合作为阻燃剂来阻燃。但由于一些阻燃剂燃烧时产生有毒气体和腐蚀性烟雾,考虑到人们的生命安全和环境问题,其使用具有很大的限制性。现在,由于无卤化合物具有环境友好的性质,所以其成为了非常有发展潜质的阻燃剂。金属氢氧化物和氧化物就是许多使用在PP中的无卤阻燃剂的一类,但为了达到比较满意的阻燃效果,其高的添加量严重的破坏了聚合物材料的力学性能。最近几年,膨胀阻燃体系和阻燃机理的研究有很大的发展,像燃烧时产生非常少的有毒气体、低烟量和抗熔滴性能等,作为新一代的阻燃剂而众所周知,因此膨胀阻燃剂确定了阻燃剂的发展趋势。一种膨胀阻燃剂一般含有三个组分：有机酸源(如聚磷酸铵),碳源(如季戊四醇),气源(如蜜胺),一种传统典型的膨胀阻燃体系是聚磷酸铵(酸源),季戊四醇(碳源),蜜胺(气源)的混合物,然而,这种传统的阻燃剂对聚合物阻燃有一些缺点,像热稳定性比含溴阻燃剂低等缺点。本文合成了一种新型的膨胀阻燃剂用于阻燃PP,得到比较好的效果,希望能对阻燃聚丙烯的发展提供更多的信息。用季戊四醇和三氯氧磷反应生成螺环磷酰二氯,再用螺环磷酰二氯作为中间体和双氰胺约1：2摩尔比反应,用丙酮作溶剂,三乙胺作催化剂和缚酸剂,回流约8-10h经过抽滤、洗涤、烘干,得到螺环磷酰双氰胺酯(SPDC),为白色粉末,熔点为218℃-220℃,产率为90%左右。对其进行红外、氢核磁、磷核磁、元素等分析。对于用SPDC单组分阻燃PP的研究,我们做了极限氧指数(LOI)、热重分析(TGA)、锥形量热仪测试(CONE),另外,在我们的工作中也研究了其力学性能。结果表明样品氧指数随着阻燃剂添加量的增加而提高,当添加量为30%时材料显示出优异的阻燃性和抗熔滴性,LOI值达到32.5,阻燃级别能达到V-0级。在锥形量热仪测试中,PP-IFR(30%)的热释放速率(HRR)、总热释放(THR)、一氧化碳产生量(COP)、烟释放速率(SPR)、总烟释放量(TSP)和质量损失速率(MLR)相对于纯PP来说明显的降低了。对样品断裂面和PP-IFR(30%)降解之后的炭残留的微观形态学进行了电镜扫描光谱(SEM)分析,能够发现SPDC与PP有较好的相容性并有致密紧凑的膨胀炭层形成。TGA试验的数据显示出SPDC能提高PP的热稳定性和有效地提高PP的成炭率。力学性能测试显示SPDC对PP的影响不是很大。为了降低成本,同时迎合绿色环保的理念,减少有害成分的释放,论文在阻燃剂总添加量为30%的前提下,对SPDC和APP复配阻燃PP进行了研究。结果表明这种复合后的阻燃剂的两种主要组分以适当的比例复配,能表现出对PP优异的阻燃性和抗熔滴性。最佳的阻燃配方是SPDC:APP=3:1,能够使PP的LOI达38.5,UL-94通过V-0。与SPDC单组分类似,最佳配方的PP-IFR(30％)的热释放速率、一氧化碳产生量、总烟释放量和质量损失速率相对于纯PP来说明显的降低了。电镜扫描测试同样发现复合了的膨胀阻燃剂与PP也有较好的相容性且有致密紧凑的膨胀炭层形成。