聚氨酯气凝胶是一种聚合物气凝胶,具有传统气凝胶低密度、低热导率特性的同时具有优秀的机械性能,可被应用于保温绝热领域。然而,由于化学成分主要由碳和氢组成,故可燃性较高。若想应用在保温隔热领域,提升其阻燃性对聚氨酯气凝胶的应用意义重大。本文采用溶胶凝胶法,并在制备过程中通过添加阻燃剂磷酸三(2-氯丙基)酯的方法对其进行阻燃改性得到阻燃聚氨酯气凝胶,并对样品的性能和结构进行分析研究。首先,以N3300和二元醇为前驱体,采用溶胶凝胶法制备了聚氨酯气凝胶。针对异氰酸酯与二元醇的摩尔比、前驱体固含量、催化剂比例、老化时间、置换溶液及干燥温度等因素的影响,通过对比材料的物理性能、微观形貌、力学性能等分析得出了最佳制备工艺条件。在固含量为20%,催化剂比例为7.5mmol/L,置换溶剂为乙腈与正己烷混合溶剂,干燥温度为60℃的条件下制备出性能最优的聚氨酯气凝胶。其次,通过添加TCPP(磷酸三(2-氯丙基)酯)作为阻燃剂制备了阻燃聚氨酯气凝胶,研究了改性剂比例对气凝胶性能的影响。结果表明添加TCPP的质量分数为15%时所制备的聚氨酯气凝胶阻燃性能最好,极限氧指数最高为28.4%,力学性能最佳。最后通过对比添加与未添加TCPP的聚氨酯气凝胶在燃烧前后的扫描电镜图,对燃烧过后的聚氨酯气凝胶进行能谱分析,发现TCPP在燃烧前期形成了氯磷化合物覆盖在聚氨酯表面阻断氧和热起到固相阻燃的作用。在燃烧不断进行中促进异氰酸酯多聚物脱水碳化形成多孔碳层起到隔离阻燃的作用,同时不断生成气体分体起到了气相阻燃的作用。