环氧树脂是一种具有优异机械性能、低介电常数和强耐化学腐蚀性等诸多优点的高性能热固性树脂。然而,环氧树脂的易燃性使其难以达到安全使用的标准,限制了其广泛应用。虽然使用传统的卤系阻燃剂处理环氧树脂可以使其满足多数领域内的安全需求,但是卤系阻燃剂燃烧时会产生有毒气体且具有的潜在对人体健康和环境的危害。这使其逐渐被无卤阻燃剂所替代。环三磷腈衍生物具有无卤、高磷氮含量和高效阻燃等特点而备受研究人员关注。同时,环三磷腈特殊的取代反应使其能够制备得适用于环氧树脂的反应型阻燃剂和添加型阻燃剂。本文通过引入不同的桥连结构和取代基,设计合成了四种新型桥连环三磷腈衍生物,并全面和系统地研究了桥连环三膦腈衍生物阻燃环氧树脂性能,深入分析了阻燃机理。本论文的主要工作和获得的主要结果如下:1. 以六氯环三磷腈和双酚S、双酚A为原料,制备得两种氯化桥连环三磷腈中间体双酚S桥连氯化环三磷腈（BPS-BCP）和双酚A桥连氯化环三磷腈（BPA-BCP）。通过傅里叶红外光谱（FTIR）、¹H NMR（核磁共振氢谱）、³¹P NMR（核磁共振磷谱）、质谱（ESI-MS）和X射线单晶衍射等手段对两种中间体进行了结构表征。进一步,利用苯胺与两种氯化桥连环三磷腈发生完全取代反应,制备得两种反应型桥连环三磷腈衍生物双酚S桥连苯胺基环三磷腈（BPS-BPP）、双酚A桥连苯胺基环三磷腈（BPA-BPP）;利用苯酚与两种氯化桥连环三磷腈发生完全取代反应,制备得两种添加型桥连环三磷腈阻燃剂双酚S桥连苯酚基环三磷腈（BPS-BHP）、双酚A桥连苯酚基环三磷腈（BPA-BHP）。通过FTIR、¹H NMR、³¹P NMR、ESI-MS等手段对两种四种阻燃剂进行了化学结构表征。2.将两种桥连苯胺基环三磷腈BPS-BPP、BPA-BPP分别加入双酚A型环氧树脂/4,4’–二氨基二苯甲烷体系中,固化后获得阻燃改性的环氧树脂。通过DSC对改性树脂的玻璃化转变温度（T_g）进行研究,发现T_g随阻燃剂BPS-BPP、BPA-BPP的添加量增大而增大。使用热失重测试（TGA）对阻燃环氧树脂的热稳定性进行研究。结果显示,在受热后阻燃剂BPS-BPP、BPA-BPP可以与环氧树脂发生反应,促进较低温度下炭层的形成,大幅提升环氧树脂在高温区的热稳定性。采用极限氧指数（LOI）和垂直燃烧测试（UL-94）对阻燃环氧树脂的阻燃性能进行研究。结果显示,添加9wt%BPS-BPP或BPA-BPP后,环氧树脂的LOI分别提升至29.7%和28.7%,并通过UL-94 V-1级别。使用微型量热测试和锥形量热测试对阻燃环氧树脂的燃烧行为进行分析。结果显示,改性后的环氧树脂的热释放峰值（PHRR）,总热释放（THR）和总生烟量（TSR）等参数均大幅降低。这说明阻燃剂BPS-BPP、BPA-BPP具有优秀的阻燃性能和高效的抑烟能力。动态热机械性能测试（DMA）结果显示,EP/9%BPS-BPP和EP/9%BPA-BPP的储能模量（E’）均得到大幅提升。3.将两种桥连苯酚基环三磷腈阻燃剂BPS-BHP、BPA-BHP分别加入双酚A型环氧树脂/4,4’–二氨基二苯甲烷体系中,固化后获得阻燃改性的环氧树脂。通过DSC对改性树脂的T_g进行研究,发现添加BPS-BHP、BPA-BHP后环氧树脂的T_g仅小幅降低,表明BPS-BHP、BPA-BHP具有较为温和的塑化效果。使用TGA对阻燃环氧树脂的热稳定性进行研究。结果显示,阻燃剂BPS-BHP、BPA-BHP自身具优异的热稳定性,且可以增强环氧树脂的成炭行为,提升环氧树脂的热稳定性。采用LOI和UL-94对阻燃环氧树脂的阻燃性能进行研究。结果显示,添加9wt%BPS-BHP、BPA-BHP后,环氧树脂的极限氧指数分别提升至31.4%和33.9%,并分别达到UL-94 V-1和V-0级别。使用微型量热测试和锥形量热测试对阻燃环氧树脂的燃烧行为进行分析,结果显示:相比纯EP,阻燃环氧树脂EP/BPS-BHP和EP/BPA-BHP的PHRR,THR和TSR等参数均有降低,具有更高的火灾安全性和抑烟效果。DMA测试结果表明,在环氧树脂中添加BPS-BHP和BPA-BHP后会造成其E’小幅减低。4.采用热重红外联用（TGA-FTIR）、热裂解色谱质谱（Py-GC/MS）等手段对阻燃剂及阻燃环氧树脂的气相热分解产物进行分析;使用FTIR、X射线光电子能谱（XPS）、扫描电子显微镜（SEM）、激光拉曼光谱（LRS）等手段对阻燃环氧树脂燃烧后的凝聚相成分、形貌进行研究。结合以上研究结果提出四种桥连环三磷腈的阻燃机理:在受热后桥连苯胺基环三磷腈及其分解产物可以促进在较低温度下热稳定炭层的形成,释放出苯胺、NH₃等气体产物会促使炭层发泡,从而生成具有高效隔热隔氧作用的膨胀型炭层。因而,桥连苯胺基环三磷腈主要通过在凝聚相形成的保护性炭层达到阻燃的目的。桥连苯酚基环三磷腈同样具在凝聚相中催化成炭的作用。此外,其还可以向气相中释放大量酚类自由基,淬灭燃烧中产生的氢自由基,终止燃烧链式反应。因而,桥连苯酚基环三磷腈可以同时在凝聚相和气相中发挥阻燃作用,具有更高效的阻燃性能。