为应对激烈的市场竞争,设计与开发兼具高性能和多功能的高分子材料是新材料发展的主要趋势。近年来有机氟化合物独特的物理化学特性引起了研究者们的广泛关注,通过引入磷、硅和氮等杂原子进行改性,协同各元素之间的功能特性,是拓展有机氟化合物功能应用、开发兼具有优良介电性能和特殊表面性能的高分子阻燃体系的重要途径。本文围绕着有机氟化合物的功能化设计与合成展开,针对性地结合磷元素或磷、硅元素,对环氧树脂与棉织物分别进行了体相与表相改性,研究了材料的阻燃性、热稳定性、介电性能与疏水性,并初步探讨了材料阻燃机理和氟元素表面迁移原理。本论文的主要研究内容如下:（1）设计合成了侧链带有氨基基团的聚合物,进一步与9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物（DOPO）、3,5-双（三氟甲基）苯甲醛通过Kabachnik-Fields进行选择性接枝,得到了磷氟一体的反应型大分子阻燃剂（PFNP）。实验结果表明,PFNP与环氧树脂的共固化反应使其在环氧树脂中具有良好的相容性,提高了环氧树脂固化物的交联密度。PFNP的引入改善了环氧树脂的阻燃性能和热稳定性:在含有10 wt%PFNP的环氧树脂极限氧指数为35.8%、UL-94垂直燃烧等级达V-0级、玻璃化转变温度与氮气下残炭量分别为175.17℃和18.61 wt%,材料总热释放量、热释放速率峰值与热容值分别降低了 12.6%、25.8%和27.2%。材料燃烧后残炭形貌的SEM显示,PFNP促使环氧树脂在燃烧时形成外部密实、内部多孔膨胀的保护性炭层,减缓或阻止了材料的燃烧进程。PFNP使环氧树脂从脆性断裂向韧性断裂转变,并提高了弯曲强度与弹性模量。由于阻燃剂中氟元素的存在,环氧树脂表现出疏水的特性;其介电常数随着氟含量的增加而下降。通过XPS对环氧树脂材料的表层和内层氟含量进行测定,初步证实了含氟化合物具有向材料-空气界面迁移的行为。（2）从有机氟化合物的磷化改性出发,选择了四氟丙醇、十二氟庚醇和3,5-双（三氟甲基）苯甲醇三种带羟基基团的含氟基元,接着DOPO分别与含氟基元通过Atherton-Todd反应合成了短脂肪链型（SP）、长脂肪链型（LP）和芳香型（BP）磷氟一体小分子阻燃剂,以共混的方式构筑含磷氟环氧树脂阻燃体系。DOPO的增容作用提高了 SP、LP和BP与环氧树脂的相容性,在基体树脂中均未见明显相分离,分散性良好,且改性后的阻燃环氧树脂具有较高的透明度与透过率。材料断面形貌SEM、DMA和三点弯曲测试结果表明阻燃剂提高了环氧树脂的机械性能。热失重分析显示DOPO的引入会使环氧树脂发生提前降解,而具有多苯环刚性结构的BP提高了环氧树脂的热稳定性。在阻燃剂添加量仅为1 wt%时,SP-1的UL-94垂直燃烧等级达V-0级,LP和BP-1达V-1级;在添加量为10 wt%时,SP-10、LP-10和BP-10的热容值分别下降了 20.0%、11.8%和43.8%,阻燃效果显著。锥形量热仪测试进一步说明阻燃剂降低了材料的可燃性与烟毒性,并且能催化环氧树脂形成膨胀性炭层,其中以BP改性后的环氧树脂的膨胀效果最为明显。接触角结果表明,阻燃剂分子的柔顺性会影响其迁移效果,柔顺性较大的SP和LP迁移效果优于BP,因而表现出更佳的疏水性。环氧树脂的介电常数随着体系中氟含量的增加而降低。（3）设计合成了一种带环氧基团的含氟聚合物PGDM,以八氨基笼型倍半硅氧烷（OAPS）为固化体系,通过溶胶-凝胶法在接枝有DOPO的棉织物表面制备含氟硅交联涂层。研究结果表明,依托棉织物表面的微观粗糙形貌,引入氟硅低表面能基团,使其具备了超疏水特性,接触角为154.8°,并获得了抗污染和自清洁的功能。棉织物的超疏水改性使其从亲水亲油转向疏水亲油,实现了对分层油水混合物和油水乳液的高效分离。磷、氟、硅的引入提高了棉织物阻燃性能:S-cotton的燃烧速率与总热释放量分别下降至3.12 mm/s和12.0 kJ/g,氮气氛下的残炭量提高至13.7 wt%,说明阻燃性能得到提高。氟、硅元素的存在使涂层具有高耐热性与耐化学性,在250℃高温处理或化学溶剂浸泡后仍然保持着较好的疏水性。PGDM与OAPS的交联反应使涂层具有良好的耐久性。（4）设计合成了一种含有活性双键、可光交联的含磷氟聚合物PFDB,通过紫外光引发PFDB与八乙烯基笼型倍半硅氧烷（V-POSS）反应,交联得到含磷氟硅涂层,进一步结合“呼吸图法”在交联涂层上构筑有序微纳结构,SEM结果显示涂层表面呈蜂窝状。以棉织物为改性对象,制备了具有抗污染、自清洁、油水分离功能的超疏水阻燃棉织物,所得材料表面接触角为158.4°。该方法所制备的涂层兼具低表面能与微纳结构两个因素,具有更加稳定的超疏水特性与耐久性,有望利用该涂层实现简便快捷的材料表面疏水阻燃改性。