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泡沫结构压阻材料具有轻质、柔软、透气和比表面积大的优点,是目前研究较多的一类压阻材料。已有研究表明,泡沫结构材料的力学和电学等多种性能均与其孔结构有关。目前,制备泡沫结构压阻材料时,多采用“固态模板法”,但该方法对孔结构的调控能力有限,限制了对“孔结构”与其力学性能以及“压阻性能”间关系的深入探究。论文采用一种液态模板法:“高内相乳液(HIPE)液态模板法”,通过改变内相pH值、氧化石墨烯(GO)浓度、GO片层尺寸以及剪切强度,得到了一系列不同孔结构的复合材料,并研究了孔结构的形成机理及孔结构对材料的力学性能、电学性能和压阻性能的影响。得到如下研究结果:1.GO的界面活性随pH值的降低而增强,但即便pH值低至3时,其界面活性仍远小于乳化剂司班80(Span80),这使得GO与高浓度Span80共存的乳液中,“水/油”界面仍由Span80稳定,因此界面张力几乎不受pH值以及GO用量的影响;2.低pH值时(pH≤7),GO在氯化钠(NaCl)溶液中易发生聚集,且聚集体的尺寸随pH值的减小、GO片层尺寸的增大、剪切强度的减弱以及GO浓度的增高而增大;在油包水(W/O)型HIPE中,这些聚集体可与Span80稳定的水滴共同作为乳液模板;基于GO上述性质,并结合pH值、GO用量、剪切强度以及GO片层尺寸的改变,可调控HIPE中液滴尺寸及其分布,进而设计HIPE聚合所成的rGO@polyHIPE复合泡沫的孔结构;且孔结构与聚合前HIPE中液滴的形貌相仿;3.当GO用量为0.2wt%时,将制备HIPE的水相pH值控制于5～7区间,HIPE聚合得到的复合泡沫具有分级孔结构;复合泡沫中,围绕在大孔周围的小孔能够有效传递载荷,避免应力集中,因此该结构泡沫的模量较非分级孔(孔径单峰分布)结构泡沫高40%;除力学性能外,复合泡沫的电导率也与孔结构密切相关。在pH值由3逐渐增高至8时,随着孔径减小和孔壁表面积增大,沿孔壁形成的导电网络中rGO分布密度不断降低,因此材料电导率由5.51×10-5 S/m逐渐降低至2.06×10-6S/m,降幅约为1个量级;测试材料压阻性能后发现,pH=5时制备的材料压阻性能最佳,应变灵敏度和应力灵敏度最高,分别为1.12和0.43kPa-1。该泡沫的应变响应区间和应力响应区间分别为0～60%和0～207.5kPa,这得益于分级孔结构更有效地传递载荷和构建新的导电通路;4.复合泡沫的孔结构与压阻性能也可通过GO用量调控:当pH=6,GO浓度([GO])介于0.12wt%和0.26wt%之间时,复合泡沫也呈现分级孔结构,其力学性能也明显优于[GO]<0.12wt%和[GO]>0.26wt%时孔径呈单峰分布的复合泡沫;在GO浓度由0.12wt%增至0.28wt%过程中,复合泡沫的电导率单调递增,由1.28×10-6S/m升至4.51×10-5S/m,升幅约为1.5个量级;测试此系列复合泡沫的压阻性能后发现,[GO]=0.26wt%时,泡沫应变灵敏度最高(1.5),该泡沫的应变响应区间为0～60%。其应力响应区间可达0～227.0kPa,应力灵敏度为0.83kPa-1。