本文合成了HGM@Fe₂O₃（HGM负载Fe₂O₃）,HGM@TiO₂,HGM@AMP,HGM@GO四种基于空心玻璃微珠（HGM）的阻燃剂,并研究它们对热塑性聚氨酯弹性体（TPU）阻燃性能的影响及作用机制。具体研究工作如下:⑴HGM@Fe₂O₃的合成及其对TPU的阻燃作用机理。HGM@Fe₂O₃对TPU具有良好的阻燃作用,0.5%的HGM@Fe₂O₃使TPU的热释放速率峰值下降44%,总烟释放降低32%。HGM@Fe₂O₃在燃烧过程中迁移到样品表面,改善炭层结构,而且Fe₂O₃能够催化炭化TPU,减少可燃性气体和烟颗粒的生成。⑵HGM@TiO₂的合成及其对TPU的阻燃作用机理。HGM@TiO₂对TPU具有良好的阻燃作用,1.0%的HGM@TiO₂使TPU的热释放速率峰值下降64%,烟因子值降低59%。原因是HGM@TiO₂可以加速二氧化钛向样品表面迁移,提前改善表层炭层的结构,增加炭层的强度和热稳定性。另外,TiO₂的良好反射红外辐射性能,减缓样品受热,降低样品分解速率。⑶HGM@AMP的合成及其对TPU的阻燃作用机理。HGM@AMP对TPU具有良好的阻燃作用,1.0%的HGM@AMP使TPU的热释放速率峰值下降55%,总生烟量降低10%。HGM@AMP表面的AMP受热分解成磷酸、钼酸、偏磷酸、聚磷酸等酸性物质促进TPU热解生成的多元醇脱水成炭,表现出凝聚相作用机理,生成坚实而致密的膨胀炭层。⑷四种功能化空心玻璃微珠协同聚磷酸铵（APP）阻燃TPU的研究。HGM@Fe₂O₃、HGM@TiO₂、HGM@AMP、HGM@GO和APP协同均表现出一定的协同阻燃作用。作用机理分别为:（1）HGM@Fe₂O₃中的氧化铁催化膨胀阻燃体系内的聚磷酸铵在较低温度下发生热解加速,提前形成的膨胀保护炭层,促使炭层更加致密,减少烟和热的释放;（2）TiO₂可与APP起到协同作用,高温下形成坚实金属氧化物炭层,进一步提高炭层的热稳定性和致密程度;（3）AMP被HGM携带迁移到样品表面的炭层中,受热产生的钼酸能进一步提高成炭能力,并减少烟气的生成,起到阻燃和抑烟作用。（4）片状结构的石墨烯在材料受热膨胀过程中会使自身和TPU分子链交联,在基体燃烧表面形成骨架结构,增强炭层强度。