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本文通过Hummers法制备氧化石墨烯（GO）,然后利用ZnO、Fe3O4和TiO2分别对GO进行改性,获得ZnO/GO、Fe3O4/GO和SO42-/TiO2-GO三种功能化氧化石墨烯,通过X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、透射电镜（TEM）和热重分析（TG）等测试,表明成功制备出了三种热稳定性良好的功能化氧化石墨烯。最后将三种功能化GO协同传统阻燃剂分别应用于阻燃聚氨酯泡沫（RPUF）和环氧树脂（EP）,得到ZnO/GO/EG/MRP/RPUF、Fe3O4-GO/APP/EP和SO42-/TiO2-GO/EG/MRP/EP阻燃复合材料,并通过极限氧指数（LOI）、垂直燃烧（UL-94）、热重分析（TG）、锥形量热（CCT）和扫描电镜（SEM）等测试,对阻燃复合材料的阻燃性能和阻燃机理进行了分析研究,结果表明:1、基于GO或ZnO/GO复配可膨胀石墨/微胶囊红磷（EG/MRP）协同阻燃RPUF:ZnO/GO在460 cm-1处出现了ZnO特征吸收峰,且具有ZnO晶面衍射峰,成功制备了ZnO/GO纳米材料,同时,ZnO/GO的热稳定性和分散性得到改善;EG/MRP复配ZnO/GO用于阻燃RPUF效果显著,极限氧指数为28.8,燃烧等级达到了V-0级,且复合材料降低了11.33%的热释放量和7.64%的烟释放量以及6.75%的CO2释放量。说明ZnO负载在GO表面,用于阻燃RPUF可以提升GO的催化成炭和物理阻隔作用,并且ZnO/GO协同EG/MRP阻燃EP,具有良好的抑烟、隔热和抑制毒气释放的性能。2、基于GO或Fe3O4/GO复配聚磷酸铵（APP）协同阻燃EP复合材料:Fe3O4/GO出现了C-N、CH2和Fe-O键的特征吸收峰,且在Fe3O4/GO的XRD测试中出现了Fe3O4的晶面衍射峰以及TEM图像表明Fe3O4/GO片层上有黑色团簇,以上均说明Fe3O4@SiO2-NH2已成功负载到GO表面;磁控Fe3O4/GO协同APP阻燃环氧树脂效果良好,LOI达到了32.0,属于难燃级别,且垂直燃烧等级达到V-0级,同时,力学性能和热稳定得到明显提升;EP-5和EP-4的PHRR分别降低至9.35和18.66 k W/m~2,THR也分别降低了0.12 MJ/m~2和4.62 MJ/m~2,EP-5的PSRP和TSP值分别为17.31 m~2s-1和5755.93 m~2 m-2,较EP-4分别降低了25.55%和28.06%,且CO释放量和CO2释放量也明显降低,说明Fe3O4/GO不仅发挥了催化成炭和物理阻隔作用,有序排列和取向也可以更好地阻隔热量交换和烟气释放;EP-5的FPI值最高为0.6750,说明火灾危险性最低。3、基于SO42-/TiO2-GO复配EG/MRP协同阻燃EP复合材料:SO42-/TiO2-GO出现了S-O键和O-S-O键的特征频率,说明GO表面负载有SO42-,并且具有TiO2特征衍射峰,且为TiO2金红石和锐钛矿的混合物,即成功制备了功能化石墨烯;SO42-/TiO2-GO片层堆叠不明显,不易发生团聚现象,且热稳定性明显提高;SO42-/TiO2-GO协同MRP/EG阻燃EP树脂效果良好,极限氧指数达到了33.8,属于难燃级别,且垂直燃烧等级达到V-0级;EP-4的PHRR和THR较EP-3分别降低了96.06 k W/m~2和10.87 MJ/m~2,PSPR和TSP分别降低了18.27%和7.75%,且CO和CO2释放量明显降低,说明SO42-/TiO2改性提高了GO的催化成炭和物理阻隔作用,使EP复合材料燃烧所形成的炭层更致密连续,减少了热量交换和烟气交换。综上所述,ZnO/GO、Fe3O4/GO和SO42-/TiO2-GO三种功能化氧化石墨烯均有良好热稳定性和分散性,且分别对EG/MRP/RPUF、APP/EP和EG/MRP/EP阻燃体系有协同作用,ZnO/GO、Fe3O4/GO和SO42-/TiO2-GO通过良好的热稳定性和在燃烧过程中形成的连续致密的膨胀炭层结构,不仅提高了热固性聚合物的阻燃性能、力学性能和热稳定性能,还具有抑烟,隔热和降低毒气释放的作用。该论文有图37幅,表11个,参考文献146篇。