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聚甲基丙烯酰亚胺（PMI）泡沫是一种综合性能优异的热固性塑料,适用于高载荷、高强度领域。材料的固化过程与其性能密切相关,了解PMI的固化过程,研发更高性能的PMI泡沫材料已成必然。本论文以丙烯腈（AN）/甲基丙烯腈（MAN）和甲基丙烯酸（MAA）为主要单体,偶氮二异丁腈（AIBN）为引发剂,丙烯酰胺（AM）为交联剂,制备了PMI共聚物并分析了材料的固化动力学及酰亚胺化动力学。以苯乙烯（St）为第三单体制备了MAA/MAN/St共聚物及发泡材料,探究了不同St含量的PMI泡沫的性能差异。以AN、MAA和纳米SiO2等为原料制备了AN/MAA/SiO2共聚物。通过动态机械分析（DMA）研究了纳米复合材料的等温固化动力学。通过储能模量的相对转化率定义固化度,综合Hsich非平衡热力学涨落定理、Avrami方程及等转化率微分/积分法分析了固化过程。结果表明,材料在固化过程模量增长跨越3个数量级,反应10小时后固化基本结束。PMI属于高温固化体系,在180℃下的固化曲线存在频率相关性,频率越高,玻璃化转变越早。Avrami模型对固化过程的模拟效果较好,且固化过程分为前后两个阶段,前段的活化能和速率常数均大于后段;固化度在0.40.8范围内时,微分法计算的活化能从104.3 k J/mol逐步升至130.6 k J/mol,积分法计算的活化能从71.5k J/mol升至103.4 k J/mol。固化度大于0.8后,反应活化能开始降低,反应进入扩散控制。纳米SiO2对链段运动的阻碍作用使反应活化能增大。以AN、MAA和甲基苯乙烯（AMS）等为原料制备了AN/MAA/AMS共聚物。利用原位红外光谱（FTIR）分析了共聚物的等温酰亚胺化动力学。以AMS上单取代苯环氢的面外弯曲振动峰为内标,以腈基峰与内标峰的面积比值定义酰亚胺化程度。通过Avrami方程和等转化率微分法分析了材料的酰亚胺过程。结果发现,共聚物的酰亚胺化程度可在250 min内达到60%,此后基本不在变化。微分法计算的活化能初值为60.14k J/mol,在转化率为0.35时达到最大值89.24 k J/mol,当转化率为50%时,活化能降至54.34 k J/mol。指前因子变化趋势与活化能相同。Avrami方程对酰亚胺化过程的模拟分为前后两个阶段,前段的活化能和速率常数均大于后段,体系在反应后期进入扩散控制。以MAN、MAA、AIBN和AM等为原料,以不同含量St为第三共聚单体制备了MAN/MAA/St共聚物,通过180℃下自由发泡10小时制备了MAN/MAA/St泡沫材料。结果发现,泡沫的密度和机械性能与St含量呈正相关。MAN/MAA二元共聚物泡沫的密度为45.516 kg/m3,弯曲强度为0.461 MPa,压缩强度为1.305 MPa。当添加7 wt%St时,MAN/MAA/St三元共聚物泡沫密度达68.159 kg/m3,弯曲强度为1.01 MPa,压缩强度为1.69 MPa,密度提高49.75%,机械性能分别提高119.08%和29.65%。密度提高伴随着泡沫孔径减小:MAN/MAA共聚物泡沫的孔径在300 un左右,而MAN/MAA/St泡沫孔径最小在缩减至100 um以内。红外光谱中观察到羧基、腈基的减小和酰胺键、酸酐键的形成。TG对比发现苯环的引入一定程度上提高了PMI的耐热性能。