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聚碳酸酯（PC）是一种性能优良的高分子材料,其本身具有一定的阻燃性能。但在电子电器等行业,PC的阻燃性能依然无法满足实际应用的要求。在用于PC的众多阻燃剂中,有机硅阻燃剂和磺酸盐阻燃剂是效率最高的两大类,这两类在阻燃机理上有一定的互补性。在燃烧过程中,磺酸盐阻燃剂能加快PC降解成炭的过程。有机硅阻燃剂能迁移至PC表面,并使形成的炭层更稳定。在本文中将这两种结构相结合,期望通过硅基的带动作用提高PC表面的磺酸盐含量,提高PC表面的阻燃能力,从而实现高效阻燃。本文的研究内容及结果如下:1)硅基磺酸盐的合成:以1,4-二（三甲基硅基）苯、1,3,5-三（三甲基硅基）苯、三甲基硅基氯磺酸酯等为原料,合成新型阻燃剂4-三甲基硅基苯磺酸钾（KTSS）和3,5-二（三甲基硅基）苯磺酸钾（KBTSS）,并利用核磁共振氢谱（1H NMR）、傅里叶红外光谱（FTIR）、飞行时间质谱（Q-TOF）等确认二者的结构。热失重分析（TGA）结果表明二者均具有较高的热稳定性,满足PC的加工要求。此外,测得常温下KTSS的溶解度为3.6 g/100 g水,远低于目前商业化主流磺酸盐阻燃剂苯磺酰基苯磺酸钾（KSS）（28.7 g/100 g水）,这说明KTSS极大地克服了磺酸盐阻燃剂水溶性大的缺陷。2)硅基磺酸盐阻燃PC:能谱扫描电镜（SEM-EDX）结果表明KTSS在PC中具有良好的分散性。垂直燃烧测试（UL-94）结果显示KTSS和KBTSS具有极高的阻燃效率。在仅有0.02%的添加量下,KTSS和KBTSS都能使PC达到UL-94 V0等级,KSS在0.1%的添加量下才能使PC通过UL-94测试。KTSS和KBTSS的阻燃效率是KSS的4～5倍。在极限氧指数测试（LOI）上面,添加0.02%的KTSS或者KTBSS能将PC的LOI值分别提高8.5%和10.0%,而KSS只提高了4.4%,进一步说明硅基磺酸盐在PC具有优异的阻燃性能。在锥形量热测试（CONE）中,PC/KTSS和PC/KSS在热释放情况上表现出了截然不同的现象。KSS对PC的热释放速率（HRR）影响不大,而KTSS能改变PC的热释放过程,使达到最大热释放速率的时间提前,这是由于KTSS能加快炭层的形成。此外,KTSS和KBTSS阻燃的PC物理性能和纯PC相当,说明二者对PC物理性能的影响很小,而KSS对PC的热变形温度影响较大。3)硅基磺酸盐的阻燃机理研究:利用Q-TOF和FTIR等方法对KTSS的热解产物进行了结构鉴定,发现KTSS在450℃左右先脱去硅基并最终生成苯磺酸钾（KBS）。但KBS并不是PC的良好阻燃剂,说明硅基及中间有效的降解产物对阻燃起着重要的作用。在对PC/KTSS的TGA测试中发现,KTSS能促进PC的降解。热失重-红外连用（TG-IR）测试结果也显示KTSS对PC降解的气相产物无影响,但气相产物提前出现,说明KTSS主要在固相通过加速PC的降解起作用。进一步,对燃烧前后PC/KTSS表面的元素含量进行了表征,X射线光电子能谱（XPS）结果表明点火初期硅、钾、硫元素在表面的含量会增加,由于KTSS的热稳定性比PC低,硅、钾、硫含量的增加说明KTSS在PC内部发生了迁移,聚集在PC表面。通过扫描电子显微镜（SEM）对燃烧后的样品进行观察发现PC/KTSS燃烧后不仅形成的炭层最为致密,而且更加不容易遭到破坏。其原因是KTSS中的硅基会参与炭层的形成过程,使形成的炭层更加稳定。相比之下PC/KSS燃烧形成的炭层热氧稳定性差,炭层不致密。结合TG-IR、XPS、SEM等结果,KTSS的阻燃机理如下:在燃烧过程中,KTSS会在硅基的带动下发生迁移,聚集在PC表面,造成表面阻燃剂含量的提高。随后KTSS分解,产生了起关键作用的有效中间产物,其及时参与PC的降解成炭过程,促进了PC炭层的快速形成,同时分解产生的硅基能使形成的炭层更稳定。由此通过迁移集聚-碱性中间体促进PC的成炭-硅基稳定炭层的序列过程造就了KTSS的高效性。另外,KTSS和KBTSS虽然结构不同,但显示出了相近的阻燃效果,这是硅基的迁移性和磺酸盐结构含量相互平衡的结果。硅基多,迁移性好,但磺酸盐结构少,分解产生的有效中间产物相对减少,因此总体阻燃效率相当。