发泡材料可以分成开孔和闭孔发泡材料。由于开孔发泡材料具有优异的吸液性能、穿透性能等,目前它已经被广泛地应用于通水、过滤、吸音、透气等领域。传统的聚乙烯醇为基材的开孔发泡材料的制备一般要经历缩合反应和发泡两个过程。缩合反应是指在酸催化下聚乙烯醇与醛缩合生成聚乙烯醇缩醛化合物;发泡是指通过发泡剂的作用使聚乙烯醇缩醛化合物发泡成聚乙烯醇缩醛开孔发泡材料。醛是一类毒性较高的有机化合物,用其制备的聚乙烯醇缩醛开孔发泡材料往往含有游离的醛,对人类的健康也会造成一定的损害。为了降低聚乙烯醇缩醛开孔发泡材料对人类健康的影响,本次研究设定的目标就是制备一种无游离醛的开孔发泡材料。为此,我们使用硫酸作为催化剂,碳酸二甲酯替代醛,酯交换反应替代缩合反应,通过酯交换-发泡技术制备了不含游离醛的碳酸聚乙烯醇酯开孔发泡材料;同时,我们还使用酸性膨胀石墨替代硫酸,碳酸二甲酯替代醛,酯交换反应替代缩合反应,掺杂膨胀石墨,通过酯交换-掺杂-发泡技术制备了膨胀石墨/碳酸聚乙烯醇酯复合物开孔发泡材料。整个论文包括以下三个方面的工作。1.碳酸聚乙烯醇酯开孔发泡材料的制备与表征在硫酸的催化下,用聚乙烯醇和碳酸二甲酯通过酯交换反应合成了碳酸聚乙烯醇酯;然后,用正戊烷为发泡剂,使碳酸聚乙烯醇酯发泡成了碳酸聚乙烯醇酯发泡材料,最后,用IR认证了碳酸聚乙烯醇酯的结构,还用SEM认证了碳酸聚乙烯醇酯发泡材料的多孔形貌。为了筛选出制备碳酸聚乙烯醇酯发泡材料的最佳条件,还调查了聚乙烯醇、碳酸二甲酯和正戊烷的用量及反应温度和发泡温度对它的吸水倍率的影响,以及聚乙烯醇、碳酸二甲酯和正戊烷的用量及发泡温度对它的密度的影响。在这些调查基础上,认证了碳酸聚乙烯醇酯发泡材料属于具有吸水能力的开孔发泡材料;此外,还以最大吸水倍率和最小的密度为依据,筛选出了利用酯交换-发泡技术制备碳酸聚乙烯醇酯开孔发泡材料的最佳条件:PVA剂量为10.00g,DMC剂量为7.50mL,正戊烷用量为4.00mL,发泡温度为50℃,反应温度为75℃。2.酸性膨胀石墨的制备以-100目的鳞片石墨为原料,混合的无机化合物作为氧化剂,混合的无机和有机化合物为插层剂,通过化学氧化和热膨胀(化学氧化法)制备了酸性膨胀石墨。3.膨胀石墨/碳酸聚乙烯醇酯复合物开孔发泡材料的制备与表征在酸性膨胀石墨催化下,用聚乙烯醇和碳酸二甲酯通过酯交换反应合成了碳酸聚乙烯醇酯,同时完成了膨胀石墨与碳酸聚乙烯醇酯的掺杂;然后,用正戊烷作为发泡剂,使膨胀石墨/碳酸聚乙烯醇酯发泡成了膨胀石墨/碳酸聚乙烯醇酯复合物开孔发泡材料;最后,用IR认证了膨胀石墨与碳酸聚乙烯醇酯的交联结构,还用SEM认证了膨胀石墨/碳酸聚乙烯醇酯复合物开孔发泡的多孔形貌。为了筛选出酸性膨胀石墨的最佳用量,还调查了膨胀石墨的用量对膨胀石墨/碳酸聚乙烯醇酯复合物发泡材料的吸水倍率的影响,以及它对膨胀石墨/碳酸聚乙烯醇酯复合物发泡材料的密度的影响。在这些调查基础上,认证了膨胀石墨/碳酸聚乙烯醇酯发泡材料属于具有吸水能力的开孔发泡材料;此外,还以最大吸水倍率和最小的密度为依据,筛选出了利用酯交换-掺杂-发泡技术制备膨胀石墨/碳酸聚乙烯醇酯复合物开孔发泡材料的最佳条件:PVA剂量为10.00g,DMC剂量为7.50mL,正戊烷用量为4.00mL,发泡温度为50℃,反应温度为75℃,酸性膨胀石墨用量为1.20g。