有机硅泡沫材料具有出色的耐酸碱腐蚀性、耐候性、耐燃性、隔热性能、减震性能、耐高低温性,其在建筑材料、生活用品、医疗用品、电子工业以及航天航空等领域的应用极其广泛。传统的有机硅泡沫材料的制备方法生产效率较低,难以控制,力学性能差,工艺复杂,成本昂贵,污染环境,这些缺点都是阻碍有机硅泡沫材料工业化的重要原因。在隔热性能方面,传统有机硅泡沫材料隔热手段单一,仅针对热传导途径进行阻隔,而热量在高温下热传递的方式主要为热辐射,这使得传统有机硅泡沫材料在高温下的应用大为受限。中空玻璃微球(HGM)由于其独特的闭孔空腔结构,较高的力学强度,成为一种隔热性能优异的隔热填料,这种特殊的中空填料可以对热量传递的两种途径(热传导、热对流)进行阻隔。而双壳层TiO2-HGM除了以上性能外还具有较优的近红外反射性能,这使得它在隔热领域的应用成为一个研究热点。有机硅树脂与HGM或者TiO2-HGM制备成的有机硅泡沫材料与传统的有机硅泡沫材料相比,其隔热手段多样化,高温下的隔热性能更加优良,材料参数更易控制,拉伸强度更高,工艺更加简单并且经济环保。然而,将HGM以及TiO2-HGM应用在有机硅树脂中,以提高其隔热保温能力的研究还很少有人报道。本文以液体有机硅树脂为基体,将HGM填充至其中,成功制备了有机硅/HGM泡沫,利用密度仪,导热系数仪,TGA,SEM,万能试验机以及邵氏硬度计等表征手段分析了气体体积分数、孔径与材料性能之间的关系。结果表明,HGM的填充有效地改善了有机硅树脂的隔热性能,其最小导热系数为0.06 W/(m·K),并且热稳定性变得更加优异。有机硅/HGM泡沫材料的拉伸强度在空气体积分数为30%时为1.9MPa,相较于有机硅树脂提升了 55%(有机硅树脂:1.22MPa)。从有机硅/HGM泡沫材料样条断面微观结构看,HGM在有机硅树脂中分布均匀,界面结合力较好,未出现团聚现象。本文首次研究了不同气体体积分数、不同孔径对有机硅/HGM泡沫材料性能的影响。相比于传统有机硅泡沫,有机硅/HGM泡沫的导热系数较低并且力学强度更为优良,此研究也为有机硅/HGM泡沫的研究和应用有重要的指导意义。在上述研究基础上,本研究利用水热法制备了具有近红外高反射性能的TiO2-HGM,通过SEM分析了钛酸四丁酯的用量,反应的温度,酸的用量,反应时间,对TiO2-HGM的形貌的影响,并通过FTIR,EDS,XRD,UV-VIS-NIR分光光度计和导热系数仪等表征手段研究了钛酸四丁酯用量对TiO2-HGM性能的影响,通过万能试验机,马弗炉和测温仪分析了有机硅/HGM泡沫材料与有机硅/TiO2-HGM泡沫材料性能之间的区别。结果表明,经过最佳包覆实验方案包覆后,根据FTIR、SEM和EDS判定TiO2被成功包覆于HGM外壳壳层,并且通过XRD判定TiO2晶型为锐钛矿型晶型结构,表面包覆的锐钛矿型TiO2层提高了 TiO2-HGM的近红外波段和可见光波段的反射率,升高值最大为13%,最高反射率在90%以上,这成功证明了材料抗热辐射能力的提升。在经过表面包覆后,有机硅/TiO2-HGM泡沫材料与有机硅/HGM泡沫材料相比力学强度有所提升,隔热性能也得到了提高,尤其在高温下的隔热性能提升比较明显。本文的研究成果对其他聚合物/HGM泡沫材料或者聚合物/TiO2-HGM泡沫材料的研究及应用有很高的指导价值。