当今国际的安全环境已进入新时期，局部地区恐怖袭击活动愈演愈烈。恐怖袭击经常采用炸弹进行爆炸袭击，主要包括汽车炸弹和人体炸弹，具有隐蔽性高、操作简单、破坏威力大、容易获取等特点，对重要目标车辆与车上人员、重要建筑物、人员密集地点造成严重危害。

在防护材料选择上，因泡沫材料优异的吸能效果而越来受到人们的重视，而且已经有所应用。如泡沫塑料在汽车保险杠中的应用，由于泡沫材料泡孔的存在以及泡沫材料柔软有弹性，它可以起到一定的缓冲作用从而可以避免车辆在碰撞时对车身以及关键零部件造成破坏。

泡沫材料产生于1940年，力学、声学、电学、缓冲减压等各方面的性能十分优越，所以自问世以来受到广大学者和制造商的青睐。从结构上看，它主要包括刚性基本骨架和内部孔洞。因其本身的特点，泡沫材料在使用上具有很大的优势，在功能材料、结构材料或是电极材料等诸多方面应用广泛。随着时代的发展，各个领域不再满足于既有的传统泡沫材料，普遍追求更高性能的新材料，新型泡沫材料应运而生，并且对新型泡沫材料的制备与性能的研究成为了当代泡沫材料的研究热点。与传统泡沫材料相比，新型泡沫材料与传统泡沫材料的区别主要在原料、增强相、成型工艺、孔隙率等方面。经过这样全方位的改进，新型泡沫材料表现的优势非常明显，所以与之相关的研究也成为科学研究的新方向。

热膨胀微球泡沫材料就是一种优势非常明显的新型泡沫材料，热膨胀微球（TEM）起源于20世纪60、70年代，它是一种具有核／壳结构的颗粒，核是一种惰性碳氢化合物，壳为热塑性聚合物。当微球受热至一定温度时，聚合物外壳软化，内部发泡剂产生内蒸汽压促使微球膨胀，受热停止后，微球会维持其发泡时的状态，发泡前后微球密度会有重大变化。由于其质轻、均一的膨胀率，所以它相对于传统泡沫材料具有制备方法简单，孔结构可控，用途广泛等优点，而且其隔热隔声、冲击防护等能力优良，目前广泛应用于隔热、隔声、减重、减震等领域。膨胀后的微球在隔热、隔音、吸音、防震、轻质化等方面具有独特的特性，因而将其用于聚氨酯、聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯化乙烯等基材中发泡后得到复合材料可用作缓冲材料。将热膨胀微球的发泡剂换为含有醚结构、分子式中不含有氯和溴、并且含碳数在2—10的含氟化合物，并且将该微球混于填料中，可以得到阻燃或不燃绝热基料、阻燃或不燃轻质填料、阻燃或不燃轻质成形体等，并且该微球还可以用于耐火涂料中。将特定的含氟化合物包裹于热膨胀微球中，并且将微球填充到轮胎和轮圈之间的空洞部分，此时可以用作轮胎受损时的密封材料、内压赋予材料，并且可以防止其固化时体积收缩。

正是由于这些优秀的特性与广泛的应用，将热膨胀微球用于冲击防护也越来越受到国内外学者关注。例如：Huang以偏氯乙烯(VDC)、AN、MA为聚合单体合成出低温热膨胀微球，建立了微球膨胀模型，并探讨了单体、反应温度、发泡剂、粒径、聚合物性质、水相性质等对热膨胀微球的影响；吴明华以VDC、AN、MMA等为单体合成出可用于立体印花的热膨胀微球；Jonsson以AN、甲基丙烯腈(MAN)为聚合单体，并通过调整单体比、发泡剂、交联剂等成功合成出一系列具有优异发泡性能的热膨胀微球；Kawaguchi也在AN／MAN体系基础上探究了交联剂对热膨胀微球的影响，并通过对比添加不同第三单体，探究单体结构与热膨胀效果之间的关系；林华端以AN、MAN为聚合单体成功合成出形貌较好、粒径较小、交联度较高、发泡剂含量较高而且发泡很好的热膨胀小球；刘峰课题组主要研究AN／MMA体系，并添加MAA、GMA、DMAA、MA等第三单体合成出具有优异发泡性能的高温、低温热膨胀微球；同时Hu也创新性的将固体颗粒包封于微球中，当微球受热后，内核分解产生气体促使微球膨胀。但是大多数文献集中在研究高性能热膨胀微球材料的制备，对其实际应用的测试以及结构与性能关系研究较少。

本课题以冲击防护为出发点，拟采用热压束缚发泡法，制备热膨胀微球泡沫材料，并测试其静态及动态力学性能，研究泡沫材料结构与其力学性能之间的关系并探究其在不同应变率下对冲击响应行为的研究，并改善其力学性能，扩展其在冲击防护领域的应用。

2. 研究的基本内容与方案

2.1.基本内容

1.采用热压束缚发泡法制备具有微孔结构的热膨胀微球泡沫材料。

2.探究发泡工艺条件（温度、压力、饱和时间等）及束缚条件对热膨胀微球泡沫材料的泡孔结构（孔径、泡孔密度、体积密度）的影响规律；