1. 研究目的与意义（文献综述）

泡沫塑料是将大量气体泡孔采用一定的物理或者化学方法分散于聚合物基体的一类高分子材料，因此又称为多孔塑料^[1]。与纯塑料相比，泡沫塑料具有质轻、比强度高、隔音隔热、加工成型方便、价格低廉等优点，因而广泛应用于隔音、绝热、包装材料，在建筑建造、航空航天、轨道交通等领域有广泛的应用前景。

常规泡沫塑料的泡孔直径一般在100 mm 数量级，泡孔密度小于10⁶ 个/cm³，而微发泡材料的概念于1980 年左右被提出来，它通常指泡孔直径小于10 mm，泡孔密度高于10⁸ 个/cm³ 的聚合物泡沫材料^[2]。有别于传统的发泡材料，微发泡材料在密度降低5~95% 的同时，冲击强度可提高1~2 倍，韧性和疲劳寿命分别可提高4 倍，并具有良好的热稳定性、良好的隔音性能和较低的热导率，具有低热导率的聚合物泡沫已经被广泛地用于节省能量。pmma （polymethyl methacrylate，中文学名为聚甲基丙烯酸甲酯）作为典型的热塑性聚合物，在发泡材料研究中被广泛使用，并且可通过使用超临界二氧化碳将微米孔引入pmma中。

单一的聚合物基微发泡材料提高泡沫材料力学性能的程度有限，而发泡过程中的异相成核吸引了更多的注意^[3]，这是控制成核过程和改善泡孔结构的最有效的方法之一^[4,5]。添加成核剂例如sio₂^[6,7]，碳纳米管^[8,9]和纳米粘土^[10]，通过增加成核位点和降低能量势垒明显增加了成核效率，并且随着泡孔尺寸的减小和泡孔结构的改善将进一步影响机械性能。kerem goren^[11]调查了填料尺寸对发泡过程的影响，并指出纳米级填料降低了泡孔尺寸。另外，通过添加纳米颗粒并改变饱和压力，可制备具有纳米级尺寸泡孔的发泡材料^[12]，并且与传统及微孔泡沫相比提高一些物理性能。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

材料制备：以pmma为聚合物基体，sio₂气凝胶为填料，利用密炼混合和超临界发泡技术制备sio₂气凝胶/pmma微发泡复合材料；

材料表征：对sio₂气凝胶/pmma微发泡复合材料进行结构表征和性能测试，利用tem观察不同含量sio₂气凝胶在基体中的分散情况，采用sem、fesem观察微发泡材料的显微结构，并用相关软件对泡孔尺寸、泡孔密度、泡孔直径分布等材料结构参数进行统计，通过静态力学测试、tg、dma、导热系数测试等对材料性能进行了系统评估。

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

第4－6周：按照设计方案，制备sio₂气凝胶/pmma微发泡复合材料，通过测试分析对方案及时进行优化改进。

第7－10周：采用tem、sem、fe-sem、tg、dma、导热系数测试、静态力学测试等测试技术对sio₂气凝胶/pmma复合材料的填料分布、微观形貌、热性能、力学性能等进行观察和测试。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 周南桥. 微孔塑料成型技术[j]. 塑料助剂, 2005, 24(4):31-36.

[2] 何继敏. 新型聚合物发泡材料及技术[m]. 化学工业出版社, 2008.

[3] colton j s, suh n p. the nucleation ofmicrocellular thermoplastic foam with additives: part i: theoreticalconsiderations[j]. polymer engineeringamp; science, 1987, 27(7): 485-492.