近年，由于建筑节能领域应用需求的牵引，阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料（RPUF）再度受到国内外工业及学术界的关注。由于无卤环保阻燃剂可膨胀石墨（EG）的膨胀温度与RPUF热降解温度匹配，膨胀形成的“蠕虫”状残炭能够迅速堵塞多孔RPUF的表面，一定程度上阻隔了火焰的传播，因此非常适合RPUF的阻燃。目前，EG应用中存在两方面的问题亟待解决，一是所谓的“爆米花效应”，即热解形成的“蠕虫”状炭层松散、易崩落，影响其阻燃和抑烟作用的发挥；二是无机鳞片状EG与RPUF界面相容性差，导致力学性能恶化。采用含磷阻燃剂与EG复配，以及EG表面改性的方法是解决上述问题的主要技术途径。然而，深入RPUF阻燃体系中EG与含磷阻燃剂、EG与表面改性组分之间相互作用的研究，揭示EG填充RPUF阻燃抑烟机理对于解决上述问题尤为重要。因此，本文主要完成了以下三方面的研究内容：（1）研究了EG与聚磷酸铵（APP）复合阻燃RPUF的燃烧与热降解行为，建立了EG与APP复合阻燃RPUF的机理模型。在优化物理膨胀型阻燃剂EG与化学膨胀型阻燃剂APP复配质量比的基础上，采用热失重分析、建材烟密度、燃烧性能测试及扫描电子显微镜（SEM）等测试手段研究了EG、APP、RPUF之间的相互作用，考察了影响阻燃性能及产烟的因素；通过热重-红外联用（TG-FTIR）、X射线光电子能谱（XPS）、红外光谱仪（FTIR）等方法研究了阻燃RPUF的热分解行为，探索了EG/APP阻燃RPUF的阻燃机理。结果表明，EG与APP的质量比为7:3时，RPUF/EG/APP的极限氧指数可达36%，协同效果最佳。EG与APP复合增强了阻燃RPUF高温下炭层的致密性与热稳定性，APP与RPUF间的化学成炭量高于EG与RPUF之间的物理阻隔成炭量，但RPUF/APP体系耐热氧化能力最差。因此，RPUF/EG/APP体系热稳定性的改善归结于EG和APP物理和化学膨胀阻燃作用的结合。（2）采用两种方法对EG进行改性，并考察了改性EG在RPUF中的应用效果。第一种改性方法：硅烷偶联剂-硼酸表面改性EG，制得改性EG（MEG）；第二种方法：聚乙烯醇-硼酸包覆EG，制得改性EG（CMEG）。分别采用SEM、FTIR、XPS、X射线衍射仪（XRD）及元素分析等测试手段对MEG和CMEG进行了表面形貌、组成及结构表征，证实了各自改性的改性机理；同时对MEG和CMEG的制备条件进行了优化。通过热失重分析、膨胀实验、燃烧性能及力学性能等测试方法分别评价了MEG和CMEG的性能及其在RPUF中的应用效果，并分析了改性方法对阻燃RPUF泡孔结构和炭层形貌的影响。研究表明，硅烷偶联剂（KH550）水解产物硅醇能够与EG表面羟基和硼酸反应负载于EG表面，获得MEG；KH550的实际反应率约为80.6%，硼酸实际反应率约为27.0%。聚乙烯醇能够与EG表面的羟基及硼酸反应包覆于EG表面，获得CMEG；硼酸的实际反应率约为22.5%。两种方法所得改性EG仍保持了较高的膨胀倍率，且膨胀炭层的致密性及热稳定性均有提高。改性EG能够提高RPUF的阻燃性能，但力学性能的改善有限。RPUF/MEG的阻燃性能优于RPUF/CMEG，RPUF/CMEG的压缩性能优于RPUF/MEG。说明硅硼化合物作为硅硼陶瓷前驱体能更有效地抑制“爆米花效应”，改善阻燃效果；而聚乙烯醇-硼酸包覆EG能更有效地改善EG与RPUF界面的相容性，增进力学性能。（3）研究了抑烟剂Cu2O和MoO3对RPUF/EG/APP燃烧行为的影响及抑烟机理,建立了Cu2O和MoO3对阻燃RPUF的抑烟机理模型。通过氧指数、水平、垂直燃烧、建材烟密度测试及热失重分析等手段研究了Cu2O和MoO3对RPUF/EG/APP阻燃性能、产烟量及热稳定性的影响；采用锥形量热仪、XPS及FTIR等测试方法分析了Cu2O和MoO3的抑烟机理。结果表明，抑烟剂Cu2O和MoO3对RPUF/EG/APP体系氧指数、水平及垂直燃烧等阻燃性能的影响较小，但能够显著降低RPUF/EG/APP总的热释放、产烟量及CO释放量，并增加热稳定性和高温残炭量。Cu2O降低热释放的作用优于MoO3，而MoO3的抑烟效果优于Cu2O。Cu2O降低热释放的作用较好，与其能够促进阻燃RPUF生成较多的含氧小分子及有效燃烧热较低有关。MoO3的抑烟效果更好、成炭作用更强，原因主要有三方面：其一，对聚氨酯软段分解产物复合形成较大分子具有更强的催化能力，由此有利于增加酸催化聚氨酯产物脱水交联的成炭量；其二，促使含P产物更多地保留在凝聚相，从而能够有效抑制聚氨酯硬段中芳香化合物的热解挥发，更多地参与成炭；其三，能够充分催化挥发产物燃烧，促进CO转变为CO2，降低挥发物的产烟量及产烟毒性。