微发泡聚合物材料是一种新型材料,具有孔尺寸为1-100μm,孔密度为107-109cells/cm3。微发泡聚合物材料与固体聚合物材料相比有多种优点。包括材料成本和重量的下降、良好的化学性能、低的传热和导电性、以及良好的隔音性能。但作为结构材料使用的微发泡聚合物材料及制品,除了要求上述性能以外,还需要较高的综合力学性能。目前国内外学者主要从两个方面入手提升发泡材料综合力学性能。其一,改善泡孔质量(孔尺寸、孔个数、分散度)来提高其力学性能;其二,引入增强相来提高材料本身的综合力学性能。可是研究还不够系统,并且普遍采用物理发泡方式进行以上工作,物理发泡设备复杂,成本较高,极大的限制了发泡聚合物结构材料的应用范围。本论文以不同特性聚丙烯材料为基材,利用化学发泡法制备微发泡树脂复合材料,从材料的微结构与力学性能关系出发,分析树脂相、增强相、气相三相共存目前的条件下界面行为和发泡质量对发泡聚丙烯复合材料增强增韧的影响机理。并通过ANSYS有限元软件建立模型,模拟了受力情况下泡孔周边应力—应变变化规律和变形规律,对发泡聚丙烯材料及制品的宏观力学性能进行预测,这为扩大微孔发泡材料的工业化应用提供了实验和理论依据。论文研究取得了以下主要成果:(1)在发泡倍率一致条件下,细小的泡孔尺寸有利提高微发泡复合材料综合力学性能。随着泡孔尺寸的减小,冲击强度和拉伸强度逐渐增加,冲击强度增加比例达29.1%;拉伸强度增加比例达6.8%。(2)在发泡倍率和泡孔数量一致情况下,随着泡孔分散度的减小,冲击强度和拉伸强度逐渐增加,冲击强度从3.398KJ.m-2增加到4.88KJ.m-2;而拉伸强度从25.62MPa增加到26.33MPa。(3)ANSYS建立了不同泡孔尺寸和分散度的模型,模拟结果表明:当泡孔尺寸细小、分散度较小时,其泡孔周围的应力、变形量比较小,并且呈两向平面应力状态。当泡孔尺寸较大和泡孔分散不均匀时,其泡孔周围的应力、变形量比较大,并且呈三向平面应变状态。模型的计算结果对微发泡聚合物材料及制品的综合力学性能实现了很好的预测。(4)在PP/GF复合材料体系中,以偶联剂KH560改性的PP/GF复合材料综合力学性能最理想,其拉伸强度达到59.14 MPa,压缩强度为70.69 MPa,冲击韧性为10.14 KJ.m-2。(5)在发泡聚丙烯材料中加入增强相玻纤(GF)后,综合力学性能均有大幅度的提高。以发泡高熔体强度PP/GF复合材料的综合性能的提升幅度最大,其拉伸强度、冲击强度、压缩强度分别为41.69MPa、8.26KJ.m-2、48.51MPa。