三聚氰胺甲醛(Melamineformaldehyde,MF)泡沫是一种具备吸音、耐热和保温等性能的本征阻燃型材料,在建筑、交通、航空等领域具有广阔的应用前景。但是,MF泡沫存在脆性较大、强度低的问题,且在使用过程中易释放出游离甲醛,这些因素极大地限制了其实际应用。MF泡沫是由MF树脂溶液经微波发泡工艺制备得到,因而MF树脂的分子结构和泡沫的泡孔结构共同决定了 MF泡沫的性能。论文从MF树脂基体改性和泡孔结构调控两个方面展开研究,首先系统研究了三聚氰胺与甲醛的反应特性,探究甲醛捕捉剂的改性效果与作用机理,优化反应工艺,制备出了低醛高储存稳定性的MF树脂;然后考察了尿素对MF树脂固化动力学的影响,并进一步优化发泡工艺,制备出了轻质高弹的MF泡沫。具体研究结果如下:(1)MF树脂制备过程主要分为两个阶段:一是在反应初期,以三聚氰胺与甲醛发生羟甲基化反应为主,二是反应后期,以羟甲基三聚氰胺之间发生缩聚反应为主。在反应3h时缩聚程度达到一定平衡后,添加10%的尿素,可将树脂溶液中的游离甲醛含量降低至0.65%且储存时间延长至60天。与硫脲、己内酰胺相比,尿素的加入不仅消耗了未反应的游离甲醛,而且生成了比亚甲基醚键更加稳定的-CH2-NH-结构,降低了甲醛释放的可能性,同时减少了活性官能团(羟甲基)数目,提高了 MF树脂溶液的储存稳定性。(2)MF树脂的固化过程主要是亚氨基和羟甲基之间发生缩聚交联,在低温下羟甲基之间的自交联反应速率较快,在高温下亚氨基的活性高于羟甲基,亚氨基与羟甲基之间的缩聚反应速率更快。经尿素改性后,MF树脂中的亚氨基含量增加,羟甲基数目减少,导致其在温度低于50℃时,固化速度很慢,而当温度高于50℃时,固化反应更容易,且活化能随转化率增加降低,符合自催化的反应特征。(3)采用微波发泡方式对MF树脂溶液进行发泡,调控树脂浓度、微波温度和时间、发泡助剂等工艺参数,使发泡与固化均衡,获得轻质高弹的MF泡沫。尿素对MF树脂改性后,不仅可将泡沫的甲醛含量降低至0.08 mg/g,同时增加了三嗪环之间的碳链长度,提高泡沫的压缩性能,当尿素添加量为15%时,MF泡沫压缩强度增加了 126%,弹性回复率提高了 47%。进一步在微波发泡过程中加入甲醇,可将泡沫的弹性回复率提高至80%。