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海绵材料具有特殊的结构和优秀的性能,在各领域有着广泛应用。但随着其带来的环境污染日益严重,以及原料石油短缺,寻找一种非石油原料、发展可降解海绵材料迫在眉睫。魔芋葡甘聚糖(KGM)是一种来源丰富的天然高分子资源,碱加热后能凝胶化形成弹性体,在微观上形成类似于交联高分子的三维网状结构,是制备可生物降解海绵的原料。但针对KGM海绵的研究较少,目前主要的蒸制法制得的魔芋海绵密度较大且孔径疏松,与合成海绵性质上有较大差别。本文提出一种制备魔芋海绵的新方法——电热法。分别采用无机发泡剂、有机发泡剂和复配发泡剂与电热法相结合,探索制备条件使凝胶化和发泡过程相匹配,通过傅里叶红外光谱、显微镜分析和力学性能测试等表征手段对不同制备工艺和发泡剂下产品的结构与性能进行表征并对比,确定了制备高致密魔芋海绵的有效配方。具体工作如下:(1)以魔芋纯化粉为原料,通过分析原料KGM和发泡剂NaHC03的热分解特性,采用蒸制法和高温法成功制备了两种魔芋海绵KSS和KES,并探讨了两种制备方法以及KES中碱、水和发泡剂的用量对海绵结构和性能的影响。实验表明,无机电热法的最佳的条件为:每6 g KGM中加入0.6 g NaHCO3、60 mL H2O和0.20 gNa2CO3,发泡温度为180 ℃;相对于KSS,KES的泡孔细密均匀,表观密度降低了 47.54%;孔隙率提高了 90.52%。(2)以魔芋纯化粉为原料,分别讨论了 AC、H、OBSH和TSH四种工业发泡剂和OP-10、甘油、蔗糖酯(SE)等8种分散剂对发泡魔芋制备的影响,其中主要研究了采用H为发泡剂、SE为分散剂制备魔芋海绵KHS的工艺条件,并对比KES和KHS的结构与性能。实验表明:制备KHS的最佳的条件为:每6 g KGM 中加入 0.6 g H、58 mL H2O、0.24 g SE 和 0.20 g Na2CO3,发泡温度为 220℃;该条件下,KHS的表观密度较KES降低了 43.61%;孔隙率达到77.22%。(3)以魔芋纯化粉为原料,分别讨论了以AC、H、OBSH和TSH四种工业发泡剂两两复配对魔芋海绵的影响,其中主要研究了采用HO1001为发泡剂来制备魔芋海绵(KHOS)的工艺条件,并对比KHS和KHOS的结构和性能。实验表明:制备KHOS的最佳的配方为:每6gKGM中加入0.6gHO1001、60mLH20和0.18 gNa2CO3,发泡温度为230 ℃。该条件下,KHOS的孔隙率达到82.23%,较 KHS 提高了 6.49%。