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硬质聚氨酯泡沫是一种重要的合成材料，具有热导率低、相对密度小、比强度高等特点，广泛应用在绝热保温材料和结构部件材料等领域。在传统发泡剂CFC-11已经被禁止使用，而目前广泛采用的HCFC-141b也将在2020年彻底禁用的情况下，环境友好型发泡剂替代得到了学者们的普遍关注。本文首先针对环境友好型发泡剂HFC-365mfc和水，通过改变异氰酸酯指数、发泡剂用量等方法，进行一系列实验，分析配方变化对泡沫性能的影响规律，并与目前普遍应用的过渡型HCFC-141b泡沫进行比较，得出环境友好型发泡剂HFC-365mfc及水在制备硬质聚氨酯泡沫中的优点及不足，并得出特定发泡材料的最佳比例配方。其次，为了探索纳米技术在环境友好型硬质聚氨酯泡沫泡沫体系中的独特作用，本文通过添加多种类型的纳米SiO2粒子和有机蒙脱土，制备了以环境友好型发泡剂HFC-365mfc作为物理发泡剂的改性硬质聚氨酯复合泡沫材料。通过XRD、TGA、SEM和万能试验机等测试手段，探讨纳米粒子的分散特性、泡沫强度、泡孔微观结构及泡沫热稳定性能，分析纳米粒子类型及添加量对硬质聚氨酯泡沫性能的影响。在低温工程中绝热泡沫的低温线膨胀系数应和支撑结构相匹配，制作缓冲结构时低温线性膨胀系数是一个必需考虑的主要参数，避免在大温差下内部应力导致泡沫绝热层的开裂。本文综合分析了目前存在的常温及低温线膨胀系数测试方法，设计了一套低温线膨胀系数测量装置，测量范围从液氮温度至常温。对环境友好型聚氨酯泡沫及纳米/聚氨酯复合泡沫的低温线膨胀系数进行了测量，分析了纳米粒子对聚氨酯绝热泡沫低温线膨胀系数的影响。本文针对环境友好型发泡剂HFC-365mfc，探讨泡沫的最佳配方，并采用纳米SiO2及有机蒙脱土两类纳米填充材料进行改性分析。建立了一套低温线膨胀系数测量装置，希望可以对今后聚氨酯泡沫材料力学性能、热性能及发泡工艺等方面研究提供支持。