聚氨酯硬泡具有密度小、强度高、导热系数低、隔音、防水、施工方便等优点。但是作为结构材料，还缺乏一定的强度和刚度；另外聚氨酯泡沫本质上属高度易燃材料，这些都限制了聚氨酯硬泡的应用。为了改善聚氨酯硬泡这两方面缺点，本文通过添加增强剂和阻燃剂的方法制备了高密度增强聚氨酯硬泡和低密度阻燃聚氨酯硬泡两种材料，达到了改善硬泡性能的目的。结合制备，本文还研究了：(1)聚氨酯硬泡结构与性能的关系，(2)聚氨酯硬泡增强和断裂的细观特征，(3)添加型阻燃剂对聚氨酯硬泡的阻燃效果的影响，得到结论如下： 1.原料的选择和配比能够影响聚氨酯硬泡的结构，继而影响材料的性能。 2．聚氨酯硬泡发泡过程中形成的泡孔互穿是材料断裂微裂纹的形核地点，材料的断裂基本属于脆性断裂，但是也有部分的韧性断裂。 3．纤维和颗粒的增强分别对材料的拉伸强度和压缩强度有更好的贡献；混杂增强能够得到拉伸和压缩强度均优异的聚氨酯硬泡结构材料；增强的机理除了在于增强物的贡献之外，还在于增强物的添加作为材料泡孔的形核点，达到了细化泡孔，增加了材料的机械性能的目的。 4．阻燃剂的添加能够在一定范围内提高材料的氧指数，并会改变材料的泡孔结构；在材料燃烧后期，阻燃剂在聚氨酯硬泡表面形成生焦炭层，阻止了材料的进一步燃烧，起到了阻燃的效果；两种阻燃剂的添加能起到一定的协同作用，并能降低物料的粘度，改善制备工艺。