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本论文介绍了软质聚氨酯泡沫(FPUF)的基本特性和燃烧过程,综述了阻燃软质聚氨酯泡沫的研究现状和进展。基于软质聚氨酯泡沫存在易点燃且燃烧时易产生有毒有害气体等缺陷,本论文以9,10-二氢-9-氧杂-10-氧杂菲-10氧化物(DOPO)为出发点,合成了系列DOPO基衍生物并制备FPUF复合材料,研究了 DOPO衍生物对FPUF的物理结构、力学性能、热稳定性以及阻燃性能的影响,揭示了 DOPO衍生物促进交联成炭和自由基猝灭抑制FPUF燃烧的阻燃机理。为进一步降低FPUF燃烧过程中的烟气产量与烟气毒性,本论文基于金属元素催化成炭的功效合成了新型金属有机骨架化合物(Sn-MOF),并结合已合成的高效DOPO基阻燃剂,研究了 Sn-MOF纳米复合阻燃体系对泡沫阻燃性能以及抑烟减毒性能的影响。具体的研究内容如下:1、采用水热反应法制备了磷氮协效阻燃体系的DOPO衍生物盐并且制备出FPUF复合材料,系统研究了 DOPO衍生物对FPUF综合性能的影响。研究结果表明DOPO衍生物盐的添加可以提高FPUF复合材料的极限氧指数,延长泡沫的引燃时间,降低泡沫燃烧时的热量释放。其中,10-羟基-9,10-二氢-9-氧杂-10磷菲-10-氧化物-双氰胺盐(D-DICY)表现出最佳的阻燃性能。当其添加量为20份时,阻燃泡沫复合材料的极限氧指数提高至24.5%,热释放速率峰值和总热释放量分别降低了 56%和53%。通过对燃烧过程中的产物进行分析,提出了可能的阻燃机理。2、通过缩聚反应制备出了含DOPO衍生物的高分子量聚酯DIDG。研究结果表明随着DIDG添加量的提高,FPUF的阻燃性能逐渐提升,当DIDG的添加量仅为5份时即可使泡沫通过以TB117-2000为标准的垂直燃烧测试。当DIDG的添加量为20份时,泡沫的氧指数可以达到23.5%。与此同时,DIDG的引入不影响FPUF的发泡工艺,可以良好的分散到聚氨酯基体中,提高泡沫的拉伸强度和压陷硬度。当DIDG的添加份数为20份时,泡沫的拉伸强度和25%压陷硬度分别提升了 35%和56%。3、设计并制备了新型锡基金属有机骨架化合物Sn-MOF,结合合成的阻燃效果优异的D-DICY制备了阻燃FPUF复合材料。研究结果表明Sn-MOF的引入可以进一步改善FPUF的阻燃性能,当Sn-MOF的添加量为3份时,FPUF的极限氧指数达到25.5%,热释放速率降低18%,残炭率提高至11%。同时,Sn-MOF的添加能够明显减低FPUF的烟气产量,抑制毒害性气体的释放。当Sn-MOF的添加量为3份时,泡沫燃烧时的总烟气释放量相比未添加之前降低了 17%。在对燃烧产物进行了系统的分析之后,提出了 Sn-MOF催化成炭和吸附气态大分子的阻燃抑烟机理。