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随着材料科学的快速发展，高分子聚合物已在关乎国计民生的各行各业中展现出了卓越的性能与重要的用途，但由于聚合物材料的易燃性限制了它们的进一步应用。在环保法律法规的严格要求下，含卤阻燃剂的使用受到了限制，新型无卤阻燃聚合物复合材料的研发显得更加重要和必要。本论文以溶胶-凝胶法制备的新型无卤硅基阻燃剂为填料，以聚丙烯(PP)和聚乳酸(PLA)为基材，制备了新型硅基阻燃聚合物复合材料；以三-(三乙氧基硅丙基)磷酰胺和正硅酸乙酯为前体，石蜡或聚乙二醇为基材，通过溶胶-凝胶法制备了阻燃热储能复合材料。 首先，合成了新型硅基阻燃剂并进行了结构表征。以三氯氧磷和氨丙基三乙氧基硅烷通过缩合反应制备了三-(三乙氧基硅丙基)磷酰胺，通过溶胶-凝胶法成功制备了HFR；再以正硅酸乙酯为原料，通过溶胶-凝胶法及后接枝法成功制备了含有不同金属元素的新型硅基阻燃剂MFR。以核磁共振(NMR)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、氮气吸附/解吸附测试、X射线光电子能谱(XPS)以及热失重分析(TGA)等分析方法表征了阻燃剂的结构与性质。 其次，以HFR和MFR为填料，分别制备了阻燃PP和PLA复合材料。研究结果表明：①HFR可提高PP复合材料的耐高温热稳定性能，它与膨胀型阻燃剂(IFR)具有良好的阻燃协同作用。HFR在凝聚相中可提高炭层的致密度和石墨化程度，改善了HFR/IFR复配阻燃剂体系在高温时的热稳定性能。HFR可改善阻燃剂粒子之间以及粒子与基材之间的相容性，提高了膨胀型阻燃PP复合材料的加工流变性能。②MFR可明显提高PLA复合材料的阻燃性能，仅添加0.5wt％的Al-SBA-15就可使复合材料的极限氧指数达到30.0vol%并通过UL-94 V-0级测试。MFR能够抑制可燃气体的逸出并延缓复合材料在燃烧过程中热量的释放，以此降低复合材料的热释放速率峰值和释烟量。 最后，研究了新型硅基阻燃剂在热储能复合材料中的应用。以三-(三乙氧基硅丙基)磷酰胺和正硅酸乙酯为原料，石蜡和聚乙二醇为基材，分别制备了石蜡、聚乙二醇和共混聚乙二醇热储能复合材料。研究结果表明：①以三-(三乙氧基硅丙基)磷酰胺为前体制备得到的杂化支撑基材可明显提高复合材料的热稳定性能以及成炭性能。杂化支撑基材可在一定程度上限制石蜡复合材料在相变过程中发生分相漏液现象，并解决了聚乙二醇复合材料的分相漏液现象。聚乙二醇复合材料的潜热值为124.7kJ/kg且在1000次热循环后仍具有较大的潜热值124.1kJ/kg，热释放速率峰值较聚乙二醇基材降低了38.6%。②通过DSC、FT-IR以及XRD等研究发现当聚乙二醇2000和聚乙二醇10000的质量配比为3:1时，阻燃剂磷酸氢二铵的质量为0.5g时，共混复合材料的潜热值达到96.7kJ/kg，热稳定性能和成炭性能明显提高，热释放速率峰值较参比样品降低了23.7%。