本文针对聚氨酯(PU)材料无卤阻燃领域存在的问题和需求，以磷-氮膨胀型阻燃剂(P-N IFR)和笼形倍半硅氧烷(POSS)为阻燃剂，开发出两种新的聚氨酯/阻燃剂复合材料。用熔融共混法成功地制备出PU/PNIFR阻燃体系，基本解决了PU的阻燃问题；用表面改性和原位聚合的方法成功制备出PU/POSS阻燃体系，解决了纳米粒子在聚合物基体中的分散问题。　　 其中P-N IFR在PU中的阻燃效果非常出色，能够在添加量仅为15份时通过垂直燃烧V-0级测试，且极限氧指数达到26.4。分析P-N IFR对复合材料热分解过程及成炭的影响，得出P-N IFR是由固相和气相共同作用的阻燃机理。　　 利用POSS纳米粒子与PU的单体之间的相亲性，把POSS粒子首先分散在PU的单体MDI中，也就是说用MDI对POSS进行表面改性处理。然后将改性后的POSS粒子加入到PU的聚合反应中，从而得到POSS粒子单颗粒分散的PU/POSS复合材料。该材料相比于纯PU来说，阻燃性能得到一定程度的提升，其中PU-10的氧指数为24.9，UL-94达到V-1级。随着POSS含量的增加，阻燃效果呈线性提升关系。对阻燃机理研究表明，POSS的加入在固相中促进复合材料燃烧时的成炭，在实际燃烧实验中熔滴滴落带走了大量热量，从而认为POSS的阻燃是以固相阻燃机理和中止热交换阻燃机理共同作用的。