聚合物泡沫不仅具有质轻、比强度高、抗冲击性好、隔音及隔热等优异特性,而且还具有成型工艺简单、成本低和可加工性好的优点,故被广泛地应用在航空航天、汽车、组织工程、建筑、运输以及包装等领域。与聚苯乙烯、聚乙烯等通用塑料泡沫相比,聚丙烯泡沫具有成本低、可回收性及环保性好、耐热及力学性能优良等特点,因此具有广泛应用前景。但是,聚丙烯的熔体粘弹性低、熔体强度差,致使聚丙烯的发泡倍率小、泡孔结构不良且均匀性差。目前,交联、支化、共混改性是改善聚丙烯发泡能力的常用方法,而这些改性方法都存在缺陷。另外,常用的聚合物发泡技术主要有间歇式、挤出、珠粒和发泡注塑。与其他发泡技术相比,发泡注塑成型具有生产效率高和产品质量稳定的优势,并且可以生产高性能复杂结构产品。因此,研究聚丙烯发泡注塑成型理论及关键技术,制备多功能高质量聚合物泡沫,对于节约材料、降低成本、抑制环境污染和促进社会可持续发展等方面具有重要意义。本文针对聚丙烯泡沫的高压发泡注塑成型机理及其性能,在经典泡孔成核理论基础上,研究聚合物弹性应变能对泡孔成核的影响规律,提出利用原位成纤和链支化的方式增强聚丙烯熔体的粘弹性和强度,实现了大发泡倍率隔热聚丙烯泡沫的高效制备。论文的主要内容包括以下几个方面:经典泡孔成核理论的主要缺陷在于忽略了熔体的弹性应变能在泡孔成核过程中所起的作用。在经典成核理论的基础上,结合冯米塞斯屈服准则,分析、计算了熔体弹性应变能引入后泡孔成核过程中吉布斯自由能的能量变化,研究了泡孔成核的动力与阻力的来源,并据此得到熔体弹性应变能对泡孔成核的影响规律与机理。之后,设计并完成了热塑性聚氨酯的拉伸及压缩辅助间歇式发泡成型实验,分别探讨了拉伸和压缩应变能及其能量大小对泡孔成核的影响,实验验证了粘弹性泡孔成核理论模型。对线性聚丙烯（LPP）的结晶及流变特性进行了表征,设计并完成了LPP的低压和高压发泡注塑成型工艺实验。通过低压注塑成型泡孔形貌的检测,结合成型工艺条件,揭示了皮层的形成机理、发泡层泡孔的演变过程;通过高压注塑成型泡沫质量的表征,研究了保压时间与保压压力对泡孔形貌的影响机制,以及影响泡沫发泡倍率的主要因素。基于原位成纤技术,制备了聚四氟乙烯（PTFE）纤维增强LPP复合材料,通过表征PTFE纤维结构、流变及结晶特性,探讨了PTFE纤维对熔体粘弹性和结晶行为的影响机理,并通过高压发泡注塑成型实验及泡孔质量检测,揭示了PTFE纤维改善LPP发泡能力的机理。此外,测量了LPP泡沫隔热及压缩性能,研究了泡孔结构对泡沫热导率及压缩强度的影响机理。以链支化改性聚丙烯（BPP）为研究对象,对比了LPP、BPP及PTFE纤维增强BPP复合材料的结晶和流变特性,获得了PTFE纤维对BPP熔体粘弹性和结晶行为的影响机制。设计并完成了BPP高压发泡注塑成型实验,表征了BPP泡沫的泡孔形貌,测量了BPP泡沫的隔热和压缩性能,制备了25倍发泡且热导率低至32.4 mW·m^-1·K^-1的聚丙烯泡沫。