高分子材料由于本身结构的原因,大都是易燃的。因此,阻燃剂是高分子材料使用过程中必不可少的添加剂。随着人们环保意识的提升及科学技术的进步,生物基阻燃剂逐渐成为了阻燃研究的热点。本文以生物质单体胞嘧啶（Cy）和糠胺（FA）为主要原料,分别合成了三种磷酰胺类阻燃剂,用于提高生物基高分子材料聚乳酸（PLA）的阻燃性能,并对其阻燃机理进行分析。具体如下:（1）采用Cy与二苯基次膦酰氯（DPPC）反应,制备了磷酰胺类阻燃剂PN。通过核磁共振（NMR）和傅里叶红外光谱（FTIR）对其结构进行了表征,并用热失重（TGA）分析了PN的热稳定性。通过垂直燃烧（UL-94）、极限氧指数（LOI）和锥形量热（Cone）测试对PLA/PN复合材料的阻燃性能进行了研究。结果表明,仅添加0.5 wt%PN就可使PLA/PN复合材料通过UL-94 V-0等级,且LOI从20.6vol%提高至30.4 vol%。通过热重-红外联用（TG-IR）、红外热成像、飞行时间质谱（Q-TOF）对PN的阻燃机理及PLA/PN复合材料的降解行为进行了研究。研究发现,在燃烧过程中PN催化PLA降解,并使复合材料通过熔滴带走热量的模式实现阻燃。同时,PN的加入减少了PLA降解过程中释放的易燃性气体,有利于火焰熄灭。另外,由于PN促使PLA降解损失了力学性能,因此通过添加1,3,5-三缩水甘油-S-三嗪三酮（TGIC）,使降解产生的PLA短链扩链或形成微交联结构,在获得阻燃性能的同时改善了PLA/PN复合材料的力学性能。（2）采用FA分别与DPPC和苯基磷酰二氯（PPDC）反应,制备了两种磷酰胺阻燃剂POFA和BPOFA。通过NMR和TGA对其结构和热稳定性进行了表征。阻燃测试结果发现,添加1.0 wt% BPOFA就可使PLA/BPOFA复合材料通过UL-94 V-0等级,LOI从20.3 vol提升至28.0 vol%。而POFA需要添加7.0 wt%才能使复合材料达到UL-94 V-0等级,LOI只提高到26.2 vol%。说明BPOFA比POFA的阻燃效率更高。通过TGA、Cone、Q-TOF对PLA/POFA复合材料和PLA/BPOFA复合材料的热降解行为进行了研究,并进一步研究了其阻燃机理。结果发现,POFA和BPOFA的阻燃机理与PN类似,也是通过促使PLA降解,产生熔滴带走热量而实现阻燃。其中起关键作用的是磷酰胺键,BPOFA含有两个磷酰胺键,因此其作用效率比含一个磷酰胺键的POFA好。此外,还通过差示扫描量热法（DSC）研究了POFA和BPOFA对PLA结晶性能的影响,发现PLA/BPOFA复合材料具有较好的结晶能力,并用Avrami方程和Lauritzen–Hoffman–Miller方法进一步研究了其结晶动力学。研究发现,一定量的BPOFA在PLA中可作为异相成核点促进结晶,使其更容易结晶。