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近年来,聚氨酯泡沫保温材料因具有优良的隔热保温和防水性能,在建筑、航空、汽车制造、交通运输、医药、农业等领域得到广泛应用。然而,聚氨酯泡沫具有极易着火、火蔓延速度快、产烟量大且烟气毒性强等特点,使得聚氨酯类建筑火灾事故频频发生,造成了巨大的财产损失和人员伤亡。因而,如何降低聚氨酯泡沫材料的火灾危害性,揭示聚氨酯泡沫材料燃烧规律,从根本上控制火灾的蔓延和扩大,成为当前研究的热点话题。从而,为开发阻燃型聚氨酯泡沫及为聚氨酯泡沫防火设计提供理论参考都具有深远的现实意义。本文对自制的硬质聚氨酯泡沫和阻燃型硬质聚氨酯泡沫的热解及火蔓延特性进行了对比研究,研究了材料在不同升温速率以及不同环境氛围下的失重、活化能等热解特性;通过对聚氨酯泡沫开展中小尺寸火蔓延实验,重点分析火焰结构特性、火蔓延速度、火焰温度、质量损失速率等参数的变化规律,揭示加入不同阻燃剂的聚氨酯材料燃烧及火蔓延规律的区别。最后,通过FDS进行数值模拟,研究硬质聚氨酯泡沫在不同放置角度下双面燃烧及火蔓延特性,模拟结果很好地验证了实验现象;此外对阻燃型聚氨酯泡沫火蔓延特性进行探讨性数值模拟,丰富了聚氨酯泡沫材料火灾特性研究。首先,通过一步合成法制备出阻燃及非阻燃型硬质聚氨酯复合材料,利用同步热重分析仪（TG）对聚氨酯材料在两种氛围（氮气、空气）中的热解行为及热解动力学参数（热失重速率、分解温度、活化能等）,以及成炭量进行了分析。研究发现,随着升温速率的增加,反应向高温区移动,主反应区逐渐增大,且最大热失重速率逐渐增大。空气氛围下阻燃及非阻燃型硬质聚氨酯均存在两个主要失重阶段,而氮气氛围下却只存在一个主要的热失重阶段,样品初始分解温度由低到高均为RPUF/EG<RPUF<RPUF/AHP。运用KAS和OFW方法求得不同转化率时三种聚氨酯样品活化能大小在空气氛围下为:RPUF/AHP<RPUF<RPUF/EG;而在氮气氛围下为:RPUF/AHP<RPUF/EG<RPUF。加入可膨胀石墨与次磷酸铝均能提高样品成炭量,在空气氛围下样品800℃成炭率远低于氮气氛围下成炭率。然后,通过搭建中小尺寸聚氨酯火蔓延实验平台,利用热电偶,红外热像,热流计等先进设备对阻燃及非阻燃型硬质聚氨酯复合材料在水平和竖直放置情况下双面燃烧及火蔓延特性进行研究。研究发现,火蔓延过程中,材料表面出现了炭化现象,并且内部均有未燃烧完的材料存在。与此同时,试样RPUF/AHP5（次磷酸铝5份）无论在水平或竖直情况下,火蔓延一段时间后均出现了熄灭现象。这主要由于阻燃剂AHP在高温下分解出的磷化氢气体氧化形成磷酸、偏磷酸等含磷化合物促进聚氨酯分子链成炭,最终使得火焰出现熄灭现象。在水平双面火蔓延情况下,添加可膨胀石墨（EG）的试样弯曲变形最明显,RPUF/EG10的弯曲变形情况明显高于RPUF/EG5,这主要由于EG的强度低所造成的。最后,利用Pyrosim软件对非阻燃型硬质聚氨酯泡沫在0°、30°、45°、60°及90°放置角度下的双面燃烧及火蔓延特性进行数值模拟研究。试样在0°及90°火蔓延数值模拟结果与实验现象高度吻合。研究结果发现,当放置角度为45°时试样燃烧平缓,质量损失速率及燃烧热释放速率均比较低。随着放置角度的增加,火蔓延速度逐渐增加,平均火蔓延速度随放置角度的变化规律遵循下述公式:y（28）.131?10-3x2-0.01527x（10）0.42109。此外,对阻燃型硬质聚氨酯泡沫火蔓延进行了数值模拟的探讨,通过对活化能、成炭率、烟气生产率等参数进行修正,得到阻燃型聚氨酯泡沫模拟结果。