本文主要研究了聚丙烯(PP)材料在无卤阻燃剂单独使用、阻燃剂复配和复配体系改性三个方面的内容。 首先研究了氢氧化镁(Mg(OH)2)，聚磷酸铵(APP)和可膨胀石墨(EG)对聚丙烯阻燃性能的影响。极限氧指数测试表明，随着阻燃剂用量的增加，材料的极限氧指数显著上升，使材料极限氧指数达到27％的最低用量依次为：80phr，10phr，20phr(150μmEG)。采用锥形量热仪在50kW/m2热辐射功率下测定PP和PP/阻燃剂的热释放速率(HRR)、有效燃烧热(EHC)和质量损失速率(MLR)，测试结果表明，加入阻燃剂后聚丙烯的阻燃性能得到明显提高。通过力学性能测试可知，聚丙烯达到阻燃要求后力学性能受到不同程度的影响，其中冲击强度下降最明显。 通过阻燃剂复配来考察复合材料的综合性能。结果发现，氢氧化镁与红磷、硼酸锌复配具有良好的协同阻燃效应，同时降低了对冲击强度的破坏；聚磷酸铵和季戊四醇(PER)、三聚氰胺(MEL)复配阻燃效果良好，且能够避免加工过程中出现的制品发粘、起泡等问题。 为了进一步提高聚丙烯的综合力学性能，采用聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)，乙烯-辛烯共聚物(POE)，对PP/Mg(OH)2/红磷复合体系进行改性。结果表明PP-g-MAH能明显改善阻燃剂与聚丙烯的相容性，当PP-g-MAH用量为15phr时，材料有较好的综合力学性能。同时还采用新型聚烯烃热塑性弹性体POE对聚丙烯进行增韧改性，使PP/Mg(OH)2/6磷复合体系的冲击强度得到了明显的提高，当POE用量为15phr时，材料具有较好的综合力学性能。 本文对可膨胀石墨的阻燃效果和阻燃机理做了深入的研究。研究发现粒径为150μm的EG比粒径为23μm的EG阻燃效果要好，说明可膨胀石墨的阻燃效果与其粒径大小有关。通过将热释放速率曲线和扫描电镜照片对比发现，炭层表面大量的缝隙和空洞导致了材料的热释放速率出现了M双峰。分析其阻燃机理，可知EG的阻燃效果与燃烧时生成炭层的致密程度有关，而炭层质地的致密程度是与可膨胀石墨片层的完整程度、粒径的大小联系在一起的。由此可以得出，在材料加工过程中，降低对可膨胀石墨的剪切破坏有利于提高聚丙烯的阻燃性能。膨胀石墨的加入仍会造成聚丙烯力学性能的下降，采用了聚丁烯-1(PB-1)热塑性弹性体对PP/EG复合材料进行增韧改性，当PP/PB-1质量比为80/20时，复合材料冲击强度有明显改善。