聚氨酯材料因具有良好的化学和物理性能而被广泛应用。但是纯聚氨酯材料的极限氧指数仅为16.502%,该材料极易被点燃,且燃烧速率快,这一缺陷极大地限制了聚氨酯材料的应用。因此,聚氨酯材料的阻燃改性是拓展其应用的有效手段。含卤素阻燃剂是在聚氨酯中应用较广且阻燃效率较好的阻燃剂之一,但是由于该类阻燃剂在燃烧过程中产生大量的有毒气体,对环境造成污染,且对人的生命安全造成严重威胁。小分子含磷化合物作为一种环保的添加型阻燃剂,也被广泛地用于聚氨酯中,但是该类阻燃剂的使用往往会影响聚氨酯材料的机械性能。针对这些不足,本论文通过分子设计合成了三类反应型含磷阻燃剂:第一类为含DOPO结构聚酯多元醇,第二类为含CEPPA结构的聚酯多元醇,第三类为磷氮协同阻燃剂,三聚氰胺席夫碱(P-MSB)和N,N-双(2-羟乙基)氨基亚甲基膦酸二乙酯(BHAPE)。将上述阻燃剂作为原料与多异氰酸酯反应得到阻燃聚氨酯,并通过热失重分析和极限氧指数的测试探讨了三类阻燃剂对聚氨酯的热稳定性和阻燃性能的改性作用,加深了对含磷阻燃剂阻燃机理的理解。本论文的创新结果和结论包括:1、针对含磷聚酯多元醇合成工艺复杂,所需设备昂贵且操作复杂,聚酯酸值降低较难,颜色调节等问题,优化了含磷聚酯多元醇的合成工艺条件,通过调节反应物的比例,选择合适的的催化剂体系,合成了酸值为6.5mgKOH/g的含磷聚酯多元醇,将其用于聚氨酯,得到具有阻燃性能的聚氨酯材料。2、相比于DOPO衍生物二酸价格昂贵合成过程复杂,CEPPA可以直接用于合成聚酯多元醇,虽然CEPPA热稳定性相比于DOPO较差,在较低温度下就会分解,但正是由于在较低温度热解产生大量的含磷酸类物质,这些磷酸类物质通过对基体材料的脱水成碳产生了更好的阻燃作用。3、本论文合成的P-N协同阻燃剂,通过吸热及冷却作用,吸收燃烧反应产生的热量,并且通过小分子如水和NH3的形式蒸发带走热量,降低燃烧区域的温度,减缓热释放速率,抑制可燃气体的产生,同时大部分磷则以P-N-P,P-O-P等键合形式形成磷的含氧酸,这类酸能够使聚氨酯脱水成炭,从而起到良好的阻燃效果。