异氰酸酯基聚酰亚胺泡沫材料（Isocyanate-Based Polyimide Foams,简称IBPIF）[1]可以通过简单的一步法快速制备，此方法相比于两步法有诸多优点。然而，一步法聚酰亚胺泡沫材料制备过程的酰亚胺化转化率低，生成了副产物聚脲，降低了聚酰亚胺在泡沫材料中的百分含量，导致其综合性能特别是阻燃性的降低。本论文通过将天然石墨、可膨胀石墨以及石墨烯通过不同的方式添加到IBPIF材料中，研究了石墨及其衍生物对IBPIF材料的阻燃性及泡孔结构的影响。　　由于无机填料的加入会对微观及宏观泡孔结构产生影响，因此本论文在原有一步法制备聚酰亚胺泡沫材料的工艺基础配方上，进行配方的调试。通过分别调整有机溶剂和水的含量，发现有机溶剂的含量增大对宏观泡孔结构没有影响，而水的含量增大改善了NG/IBPIF材料。最终确定了发泡剂水的含量为3.5g时，可以制备出泡孔规整、均匀，无开裂、无贯穿孔、无空洞的IBPIF材料。通过对所制备材料热稳定性、阻燃性、燃烧性行为及烟气释放行为的表征，发现可膨胀石墨的添加明显的提高了聚酰亚胺泡沫材料的阻燃性，当EG添加量达到20％时，IBPIF的极限氧指数值最大提高到32.4%，阻燃级别达到难燃级，同时改善了其燃烧行为和烟气释放行为，使得其安全性也得到提升。而天然石墨的添加略微的提高了聚酰亚胺泡沫材料的阻燃性，极限氧指数值最大提高到22.3%，对其燃烧行为和烟气释放行为没有显著影响。　　本论文同时介绍了一种石墨烯/聚酰亚胺复合泡沫材料制备的新方法，通过将氧化石墨烯作为石墨烯的前驱体，利用氧化石墨烯上的含氧基团与异氰酸酯基反应，使异氰酸酯接到氧化石墨烯片层上，再将含有异氰酸酯基修饰的氧化石墨烯的异氰酸酯发泡原料与芳香二酐和/或芳香酸酯反应，发泡成型，高温酰亚胺化时部分氧化石墨烯高温被还原，最终制备出石墨烯均匀分散的石墨烯/聚酰亚胺复合泡沫材料。通过扫描电镜可以看出泡沫的泡孔规整、均匀，多为闭孔结构，平均的孔径增大，孔径分布变宽。通过其他的测试表征，发现石墨烯对IBPIF材料的热稳定性没有明显影响，少量石墨烯的添加就可以提高 IBPIF材料的阻燃性，当氧化石墨烯添加量为4%时，极限氧指数值达到22.2%，提高了7%。