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聚氨酯（PU）作为性能优异的高分子材料,应用广泛。然而,其易燃性严重威胁人类的生命及财产安全。有关PU的阻燃改性,研究者已做了许多卓有成效的工作。随着环保意识的增强,具有潜在污染风险和二次危害的卤系阻燃剂已逐步被代替。而以生物基为原料的膨胀型阻燃剂（IFR）满足安全环保,可持续发展的要求,正逐渐引起阻燃界的关注。本论文基于淀粉的多羟基结构、植酸分子高磷含量的特点,合成两系列八种“三源一体”的生物基IFR,并筛选出四种性能优异的阻燃剂用于PU的阻燃改性研究,主要内容总结如下:1、以水解淀粉、植酸、三聚氰胺为原料,合成离子型淀粉基膨胀阻燃剂PSTM,对反应条件进行探索。讨论了植酸钠用量、反应温度、反应时间及pH对磷含量的影响。采用FT-IR、31P NMR、XRD和SEM对产物结构进行表征,以TGA/DTG对热性能进行测试。2、以氧化淀粉、植酸为原料合成氧化淀粉植酸酯中间体POST,基于POST中的C=O与R-NH2加成缩合反应制得系列氧化淀粉植酸酯Schiff base,并进一步将Schiff base与含有活性P-H键的DDPO加成,得到七种高磷含量的氧化淀粉基膨胀阻燃剂POSTM、POSTE、POSTH、POSTP、POSTA、POSTY、POSTD。对合成条件进行优化,利用FT-IR、31P NMR、XRD及TGA/DTG等方法对产物进行结构表征和热性能测试。3、以聚醚多元醇（4110）和异氰酸酯（PM200）为主要原料,分别将PSTM、POSTM、POSTP和POSTA以不同比例加入到单体原料中,采用全水发泡工艺,一步法制备阻燃聚氨酯（PU/IFR）。以FT-IR、SEM及TGA/DGT表征材料的结构和热稳定性,通过极限氧指数（LOI）、垂直燃烧（UL-94）和锥形量热测试（Cone）考察了PU/IFR的燃烧性能,并以SEM表征了阻燃体系燃烧后的残炭结构。四种阻燃剂的加入均提高了PU的残炭率,主要降解温区变窄。其中POSTM最为显著,当添加量为30%时,700℃的残炭率较空白PU提高31.3%。PU/IFR的LOI随阻燃剂用量的增加而逐渐提高,当PSTM、POSTM、POSTP和POSTA的使用量达到30%时,阻燃PU的LOI分别达到25.6%、26.9%、25.7%、25.1%,UL-94达V-0级。SEM分析表明,燃烧后的材料表面均形成致密的膨胀炭层,具有膨胀阻燃特性。其中PU/POSTM-30%和PU/POSTP-30%体系因阻燃剂结构中存在-NH2或-OH,与PU原料存在键连作用,形成的炭层尤为连续致密且膨胀度高。PU/IFR的Cone测试结果与空白PU相比,四种阻燃体系的PHRR、THR、SPR及TSP等相关参数均有不同程度的下降,其中PU/POSTM-30%的成炭性及阻燃效果最佳,HRR、THR较空白PU分别降低了23.2%、19.7%,而PU/POSTP-30%的抑烟效果最佳,SPR、RSR、TSR及TSP较空白PU分别降低了39.7%、32.5%、44.1%、38.7%。