石墨烯(graphene)由于其优异的物理和化学性能,在不同领域都引起了广泛的关注,在微孔发泡材料中的应用便是其中之一,石墨烯不仅在微孔发泡材料制备过程起到异相成核作用、优化泡孔尺寸和结构,同时还赋予材料优异的导电、介电以及电磁屏蔽功能,具有重要的应用前景。在这一领域,石墨烯在聚合物基体中的分散起着重要作用,既决定异相成核效率,又影响导电网络的形成。然而,石墨烯在许多聚合物中均易形成团聚体,对其进行氧化处理、接枝改性能够提高其分散性,但会影响其电学性能。因此,如何保持石墨烯电学性能的情况下实现其在聚合物中的均匀分散成为该领域的重要研究方向。基于此,本论文利用离子液体中咪唑盐与石墨烯的离子-π和π-π相互作用对石墨烯进行改性,促进石墨烯片层在聚合物基体中的分散,并利用离子液体的亲二氧化碳性质实现超临界二氧化碳在石墨烯表面富集,提高异相成核效率,改善泡孔结构。在制备微孔发泡材料过程中,通过添加无机纳米粒子作为异相成核剂,是一种降低泡孔尺寸、提高泡孔密度、改善材料微孔结构及性能的重要方法。根据不同尺寸级别,出现了不同类型的异相成核剂材料,其中石墨烯作为纳米粒子,在不同发泡材料中得到了应用。但是,无机纳米粒子的异相成核效率受到无机纳米粒子的尺寸、形貌、表面特性以及其与聚合物之间的相互作用的影响,而石墨烯本身容易团聚,因此提高石墨烯在聚合物基体中的分散性,提高其异相成核效率已成为该领域的重要研究方向。本论文首先将离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸[bmim][pf6]与石墨烯共混研磨实现非共价键改性,改性后的石墨烯分别与聚苯乙烯(ps)和聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)熔融共混挤出得到石墨烯-离子液体/聚苯乙烯(ps/g-ils)复合材料和石墨烯-离子液体/聚甲基丙烯酸甲酯(pmma/g-ils)复合材料,通过sem及tem对复合材料形貌结构表征表明石墨烯在离子液体的辅助下在聚合物中的分散性均得到了改善。进而对复合材料进行了超临界co2微孔发泡。通过对ps和pmma复合体系发泡行为进行比较,我们发现,离子液体和石墨烯片层均对复合材料发泡材料的结构有所影响。通常,离子液体在聚合物基体中起到增塑剂作用,导致发泡材料泡孔变大,泡孔密度变低,而石墨烯起到异相成核作用,会使泡孔尺寸变小,泡孔密度增大。离子液体与不同聚合物基体相容性不同,从而对聚合物的发泡行为以及石墨烯的分散存在影响,进一步导致ps和pmma两种复合材料体系的微孔发泡行为存在很大不同。离子液体与聚苯乙烯相容性差,单独对聚苯乙烯的发泡影响小,但能有效地分散石墨烯,石墨烯的异相成核作用导致聚苯乙烯复合材料的泡孔尺寸小,泡孔密度高。而离子液体与pmma相容性较好,虽然分散的石墨烯能够降低泡孔尺寸,但当离子液体含量高时,复合材料仍会出现较大的泡孔尺寸和较低的泡孔密度。因此,PMMA复合发泡材料随着离子液体比例的增大,其泡孔尺寸先变小后变大再变小。此外,为了制备具有取向微孔结构以及石墨烯片层的复合发泡材料,论文还对复合材料在受限条件下的发泡行为进行了研究,分别采用了快速泄压和快速升温两种发泡方式实现微孔发泡,通过固定受限空间以及施加外力实现泡孔生长取向,系统考察了发泡温度、饱和压力、受限空间大小等对泡孔结构的影响。研究表明:在受限空间内发泡能够得到具有部分取向结构的微孔发泡材料,空间越小,泡孔取向越明显,但取向的泡孔结构多在边缘处。采用快速升温发泡同时施加外力的方法能够促进泡孔结构的形成,同时生成取向的泡孔结构,TEM表明石墨烯片层会沿泡孔生长方向发生取向,说明这种方法在制备同时具有取向孔及石墨烯片层的复合发泡材料上具有一定的优势和应用前景。