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相比普通的金属和无机材料,高分子材料具有质量轻、柔韧性好、易成型加工的特点。为了满足快速增长的不同领域的材料应用需求,使用热塑性通用高分子（聚烯烃和热塑性弹性体）制备结构可控、性能可调、功能突出的轻质聚合物复合材料,一直是高分子材料加工领域的突出热点和研究前沿。针对高分子材料在隔声降噪、压阻传感这两方面的应用,本论文选用了不同的热塑性高分子和无机微米/纳米粒子,通过设计微米/纳米粒子在聚合物基体中的分布和取向,并结合超临界流体发泡技术,制备了不同的轻量化声阻和压阻聚合物复合材料。同时本论文结合汽车工业轻量化和高性能化聚合物复合材料课题,研究了原位成纤通用聚丙烯复合材料的注塑发泡工艺。具体研究内容如下:1.本论文选用柔性的热塑性弹性体（TPE）和无机粒子,设计了具有多相体系的高效声阻复合材料。以三元乙丙橡胶（EPDM）为橡胶相,聚丙烯（PP）为塑料相,并用轻质碳酸钙（Ca CO3）和空心玻璃微珠（HGM）作为无机填料,通过熔融共混构建TPE/无机粒子复合材料。声学实验证实,入射声波在复合材料中的海岛状橡胶相、无机粒子和连续相的界面形成折射和散射,显著延长声波的传输路径,并在橡胶相结构中产生耗散;复合材料较高的表面硬度提高了入射声波的反射。该复合材料低频声音传递损失可达50 d B以上,且力学性能优良,成型加工简易,有望在交通运输和日常生活中的隔声降噪获得应用。2.为了进一步降低聚合物基隔声材料的密度,并实现材料吸声性能的可调控,本论文使用超临界二氧化碳（Sc CO2）辅助挤出发泡技术,制备了一系列泡孔结构可调的聚苯乙烯（PS）微孔泡沫材料。分别采用木质素、多壁碳纳米管、微晶石墨为异相成核体系,调控PS微孔泡沫的泡孔形貌。实验证实不同孔径和孔密度显著影响PS微孔泡沫的吸声性能,实现特定频率声波的高效吸收。同时研究了复合材料微孔泡沫的力学性能。3.本论文通过设计三维导电网络,结合原位合成聚合物和超临界二氧化碳发泡技术,制备高灵敏度、高比压缩强度、高循环稳定性的柔性压阻材料。以纤维素（Cellulose）为骨架,多壁碳纳米管（MWCNTs）为导电填料,通过冷冻干燥制备Cellulose/MWCNTs复合气凝胶;以气凝胶骨架作为导电网络,在气凝胶孔隙中原位合成热塑性聚氨酯（TPU）得到TPU/Cellulose/MWCNTs复合材料;并借助超临界二氧化碳（Sc CO2）间歇发泡制备得到TPU复合导电泡沫。研究了不同碳管含量气凝胶的密度、孔隙率、导电性;测试了三种不同单体的TPU的硬度、拉伸性能、热机械性能和热学性能,确定了综合性能最佳的聚氨酯配方;探索了温度和压力对纯TPU发泡材料泡孔结构的影响,确定了最佳发泡温度和最佳发泡压力;测试了复合材料发泡前后的导电性;探索了发泡复合材料内部泡孔结构以及压缩、循环压缩和压阻性能,在100次循环实验中证实了其较好的力学稳定性和高重复性力电转换行为,有望在柔性压阻传感中得到应用。4.本论文探索研究了原位成纤聚丙烯复合材料的注塑发泡工艺。采用通用PP为连续相,聚四氟乙烯（PTFE）为分散相,多壁碳纳米管（Multi-wall carbon nanotubes）为导电填料,PP接枝马来酸酐（Polypropylene grafted with maleic anhydride,PP-G-M）为增容剂,通过溶液共混制备PP-G-M-MWCNTs母粒;并借助挤出机造粒,超临界氮气（Sc N2）注射发泡制备得到轻质、导电的复合发泡材料。测试了不同PTFE含量复合材料的形貌、粘度、力学性能、导电性能;研究了不同PTFE含量复合发泡材料的泡孔结构、力学性能;探索了不同碳管含量复合发泡材料的密度、孔隙率、导电性;探索了温度、注塑速度、保压压力对材料泡孔结构的影响,确定了最佳注塑发泡加工参数,有望在汽车工业轻量化和高性能化中得到应用。