聚合物泡沫体是以高分子材料为基体的内部均匀地分散着无数微小气孔的气固二相体系的复合材料,由于其多孔特性,在隔热、包装、结构性等方面具有广泛的应用。但同时也存在聚合物泡沫体生产工艺复杂、材料易软化变形、缓冲回弹性差、废弃物难以处理,所用原料不可再生等缺点。因此,聚合物泡沫材料的绿色化、轻质化、复合化、纳米化已经成为多孔材料的发展趋势。本文以天然橡胶胶乳(NR)为基体、植物纤维、蒙脱土(MMT)等可持续资源为原料,经复合、发泡、硫化成型等工艺制备了橡胶发泡复合材料,系统研究了材料的制备过程,以及发泡材料的结构与性能之间的关系。首次采用天然胶乳,与改性植物纤维和蒙脱土制备了橡胶发泡复合材料,利用正交试验得到材料最佳工艺配方为:天然胶乳:植物纤维=5:1、发泡剂5.0%、MMT15%、发泡温度120℃。扫描电子显微镜(SEM)对橡胶发泡复合材料微观结构研究表明:经改性处理后的植物纤维形成了纤维网状结构,且改性后的植物纤维与与天然橡胶基体相容性良好,较少出现悬空和纤维穿出泡孔等现象。此外,蒙脱土(MMT)的加入增加了成核点,利于泡孔的形成。蒙脱土片层均匀吸附在纤维网和橡胶粒子表面,进一步增加了橡胶与纤维、蒙脱土彼此的粘合,有效改善了材料的性能。当MMT填充量为15%时,发泡体的尺寸稳定性由原来的80.20%提高到90.01%,发泡体的回弹率由79.45%升高到91.17%。利用压缩应力应变曲线研究了橡胶发泡材料的压缩变形规律和能量吸收特性,结果表明:橡胶发泡材料的压缩应力应变曲线大致分为线形弹性阶段和致密化阶段。随着发泡材料密度的减小,线形弹性区逐渐变宽。而吸能能力主要取决于材料的密度和外加应力的大小。采用最小二乘法和Gauss-Newton非线性拟合法建立了橡胶发泡材料压缩曲线的数学模型,提取出应力-应变曲线及缓冲系数-应变曲线的经验公式,拟合曲线与实测数据基本吻合。结果表明:在变形10%范围内缓冲系数数值较大,此阶段缓冲效率不佳;在变形15%-30%范围内缓冲系数较小,此时缓冲效率最佳。最后探讨了植物纤维、蒙脱土、天然橡胶胶乳制取发泡复合材料的发泡机理。研究表明:NR发泡材料发泡时主要经历气泡核的形成、泡孔的生长以及泡孔的稳定与固化三个阶段。同时发泡剂的加入量和温度过高或过低发泡效果都不好,而是有一个最佳值。并且发泡过程中容易出现泡孔合并、破裂、塌陷、甚至逃逸等现象。综上所述,本研究采用天然橡胶、蒙脱土(MMT)、植物纤维成功制备出橡胶发泡复合材料,该材料具有性能优异,原料来源广泛,可用以隔热、包装、结构性等领域,具有广阔的应用前景,具有一定得理论意义和实用意义。