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随着现代经济的发展,PE、PS、PU、PVC等传统泡沫塑的强度、刚度、耐热性等性能已不能满足航空航天、高速列车等高新技术领域的特殊要求。因此泡沫塑料研究热点已由一般的通用型转向高性能化。聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)泡沫塑料是一种新型高性能泡沫塑料,其主链上含有刚性六元酰亚胺环,具有100%闭孔结构,因而赋予其优异的综合性能,主要应用在航空航天、高速列车以及风力发电等领域。本文作者所在课题组经大量前期研究表明,选用甲基丙烯酸乙酯(EMA)和丙烯酰胺(AM)为主要单体,通过自由基本体共聚可获得EMA/AM共聚物板,后经高温发泡得到含酰亚胺基共聚物泡沫塑料。本文的研究内容主要包含以下三个方面:对EMA与AM共聚过程进行理论分析,借助傅里叶转变红外光谱分析(FTIR)、差式扫描量热分析(DSC)、热重分析(TGA)、光学显微镜和力学性能测试等表征手段,详细研究体系组成及配比对共聚物的结构和性能的影响;研究了EMA/AM共聚物泡沫塑料的发泡工艺,包括发泡剂的种类、用量及配比以及发泡温度和发泡时间及其对EMA/AM共聚物泡沫塑料的结构和性能的影响规律;详细研究了高温发泡过程中的分子结构转变。研究结果表明:自由基本体共聚时,EMA与AM单体摩尔比例对共聚物的结构与性能有较大的影响,控制二者比例在0.5~2之间可以合成出表观透明均匀的共聚物,EMA/AM共聚物单体摩尔比越小,合成的共聚物分子中AM链节越多且热稳定性越好,但共聚物中AM的残留量也会增加甚至出现分相。选用甲酰胺和叔丁醇组成复合发泡剂,且二者质量比为1:3时,能获得泡孔分布均匀的EMA/AM共聚物泡沫塑料;复合发泡剂的用量对共聚物泡沫塑料的性能有显著的影响,随着其含量的增加,EMA/AM共聚物泡沫塑料的密度减小并且压缩性能也会降低。随着发泡温度和时间的增加,共聚物泡沫的发泡程度会趋于完善,但当发泡温度超过200℃、时间超过45min会出现泡孔破裂的现象。高温发泡过程中,EMA/AM的分子结构会发生转变,共聚物中的EMA链节和AM链节间发生了交联和环化反应,生成了分子间酰亚胺交联结构和六元酰亚胺环状结构;高温发泡的工艺也对EMA/AM共聚物交联和成环反应程度有较大的影响,发泡温度越高或发泡时间越长,交联和成环反应也更加充分,EMA/AM共聚物的交联程度和环化程度也会更高。