泡沫铝是一种新型的工程材料，具有低密度、高比强度、良好减震效果、高吸能、优异隔音效果、高电磁屏蔽效率等优良性质，在汽车、轮船、人造卫星、航天器、军事装备、道路隔音等方面具有广泛应用。然而，泡沫铝自身的强度较低，导致在恶劣环境下容易变形失效，极大限制了其在工程中的应用。国内外研究表明，将高分子聚合物填充进泡沫铝孔洞中，可以得到互穿相复合材料，其力学强度和抗冲击能力都有极大提高，成为泡沫铝增强的主要方法之一。本文将PU-PUR共混，以改善聚氨酯(PU)强度低而受力变形较大和聚脲(PUR)受力易脆性断裂失效的缺点，然后将共混树脂填充到开孔泡沫铝孔洞中，制备得到PU-PUR/Al Foam复合材料，对PU-PUR共混树脂和PU-PUR/Al Foam复合材料的多项性能进行了研究，主要内容如下：

(1)对PU-PUR树脂共混体系进行的研究：

①分析了PU-PUR体系的流变学性质，在与DSC曲线对比分析的基础上确定了PU-PUR共混树脂体系的最佳固化温度和固化时间。

②测试了PU-PUR共混树脂浇铸体的拉伸和压缩性能，分析了应力-应变曲线、弹性模量和强度、压缩比吸能和拉伸断裂伸长率。结果表明：M4(PU/PUR=3:7)树脂浇铸体的压缩失效应变为0.51,拉伸弹性模量和强度为960.67 MPa和11.84 MPa,压缩弹性模量和强度为248.43MPa和42.65 MPa，压缩比吸能为9862.33 mJ/g，拉伸断裂伸长率为25.82%。对比分析可知M4树脂浇铸体在拉伸和压缩荷载下的韧性和强度最好。

③对拉伸断面进行了SEM观察，浇铸体拉伸断面平整没有出现分相，PU和PUR两种树脂的相容性良好。

(2)对Al Foam和PU-PUR/Al Foam复合材料进行的研究：

①进行了落锤冲击试验，分析了破坏形貌、载荷-时间曲线、载荷-位移曲线和能量-时间曲线。Al Foam在落锤冲击时响应速度快且吸能比较高，是抗落锤冲击性能极好的材料。PU-PUR/Al Foam复合材料中M4(PU/PUR=3:7)/Al Foam和M5(PU/PUR=0:10)/Al Foam冲击响应速度很快，分别在1.92 ms、1.86 ms内就能达到峰值载荷8196N、8668N与峰值能量48.518J、48.476 J，且其冲击持续时间为7.53 ms、7.37 ms，总位移较低为6.93mm、6.25mm，吸能比较高均为93.71%，可知两种复合材料上述性能的数值都很接近。然而聚脲树脂的脆性断裂现象造成M5/Al Foam背面的裂缝数目更多而延伸范围广，导致其在受到冲击荷载时更容易脆断失效。M4/Al Foam其树脂中的30%PU增强了树脂韧性，受到冲击后裂缝延伸受阻，增强了抗冲击能力。综合分析得到M4/Al Foam是抵抗落锤冲击载荷性能最佳的复合材料。

②进行了压缩试验，分析了压缩应力-应变曲线、压缩弹性模量和强度、压缩比吸能。泡沫铝骨架的存在改善了PU和PUR树脂在压缩应变较大时的扭曲变形和脆断失效问题，使M1(PU/PUR=10:0)/Al Foam和M5/AlFoam复合材料可承担的应变分别比PU和PUR树脂浇铸体高0.27和0.08。M5/Al Foam的压缩弹性模量和强度为851.95MPa和107.32 MPa，压缩比吸能为26925.15mJ/g，均高于其他类型的复合材料。综合分析得到M5/Al Foam是抵抗压缩载荷时性能最佳的复合材料。

③进行了简支梁冲击试验。M4/Al Foam和M5/Al Foam的冲击韧性最高且相近，分别为46.15kJ/m²和44.98 kJ/m²，均为抵抗简支梁冲击荷载时性能最佳的复合材料。