硬质交联聚氯乙烯(PVC)泡沫塑料是一类重要的高分子泡沫材料,具有吸湿率低、隔热效果好、密度小、强度高,以及良好的加工性能等,广泛应用于汽车、轮机、交通运输、航空航天、墙体保温、叶片辅材等领域,但是PVC泡沫耐热性较差,不能应用到高温环境。本文以PVC为基体树脂,甲苯二异氰酸酯(TDI)为交联剂,偶氮二甲酰胺(AC)、偶氮二异丁腈(AIBN)为发泡剂,邻苯二甲酸酐(PA)为交联调节剂,三聚甲苯二异氰酸酯(t-TDI)为耐热组分,制备系列异氰脲酸酯改性硬质交联PVC泡沫。采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和固体核磁(CP/MAS 13CNMR)表征分析了硬质交联PVC泡沫制备过程中的化学性质变化,探讨了交联网络的键接方式;利用动态热机械分析仪(DMA)对异氰脲酸酯改性交联PVC泡沫进行研究,构建异氰脲酸酯含量与玻璃化转变温度(Tg)之间的关系。通过改变异氰脲酸酯和甲苯二异氰酸酯的物料配比,制备了一系列异氰脲酸酯改性的交联PVC泡沫,并分析了异氰脲酸酯改性硬质交联PVC泡沫的化学结构,研究了异氰脲酸酯含量对PVC泡沫玻璃化转变温度的影响。对比预发泡体,交联发泡体和凝胶的红外数据表明,模压阶段没有交联网络的生成。固体NMR测试结果表明,TDI和异氰脲酸酯与水反应形成聚脲网络,当异氰脲酸酯含量为10%时,Tg提高4.5 ℃。PA和异氰酸酯基团反应生成酰亚胺,阻断了聚脲链的延伸,导致泡沫凝胶含量下降,当异氰脲酸酯含量为30%时,Tg提高5 ℃。采用高效催化剂1,3,5-三(二甲氨基丙基)六氢三嗪原位催化制备异氰脲酸酯改性交联PVC泡沫,异氰脲酸酯含量对泡沫阻燃性能几乎没有影响。催化剂质量分数为0.3%时,Tg提高5.5 ℃。PA和异氰酸酯基团反应生成酰亚胺,阻断交联网络形成,但凝胶含量随催化剂质量分数的增加而增加;催化剂质量分数为0.8%时,Tg提高4.16 ℃。随后对PVC泡沫力学性能进行表征,发现随着开模温度的升高泡沫密度逐渐减小,泡沫的力学性能也随着密度的减小而下降。