海绵是一种常见的生活用品,可以广泛应用于服装衬里、清洁、过滤、填充、包装、减震隔音等多种领域,是人类日常生活中必不可少的消耗品。目前传统海绵的化学成分主要是聚氨酯、聚酯及聚乙烯醇等有机合成高分子。该类海绵制品虽然生产技术已经相当成熟,但也有明显的弊端,如资源和能源消耗大、废弃海绵降解困难、回收再利用性差、严重污染环境等等。可生物降解的天然纤维素作为一种绿色资源已经引起了人们的广泛关注。以纤维素作为主要原料代替合成高分子制备的纤维素海绵具有原料资源可再生、亲水性好、吸水速度快、吸污能力强、易风干、废弃物降解产物对环境无污染等特点。由此可见,制备纤维素海绵具有良好的使用价值和生态效益。近年来,国内外利用纤维素制备海绵的研究才刚刚起步,除了一些专利报道外,有关以离子液体为溶剂制备纤维素海绵的研究报道尚很少见。为此,本论文采用离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([Bmim]Cl)为溶剂、棉浆粕为原料、脱脂棉为增强纤维素,分别以物理成孔方法及物理成孔与化学发泡综合的方法制备了纤维素海绵,分析了不同因素对纤维素海绵的结构与性能的影响。在此基础上,通过比较自制纤维素海绵与几种市售海绵的结构性能差异,分析展望了离子液体法纤维素海绵的市场应用前景。本论文首先以物理成孔剂为制孔体系制备了纤维素海绵,采用SEM、WXRD、离心机、电子万能材料试验机、硬度计等仪器对纤维素海绵的结构与性能进行了表征。研究结果表明：以NaCl、Na2CO3、 Na2SO4不同物理成孔剂为制孔体系所制备的纤维素海绵中,采用Na2SO4成孔剂制得的纤维素海绵具有较均匀而饱满通孔、截面呈蜂窝状的孔隙结构,其吸水保湿性能和力学性能相对较好。随着成孔剂含量的适度增加,纤维素海绵的气孔结构得到进一步的完善,吸水保湿性能及柔软性明显提高,拉伸强度则有所下降；增强纤维素含量的增加,对物理成孔法制备的纤维素海绵的气孔结构影响不大,海绵的吸水保湿性能和强度有一定的提高；纤维素总浓度的增加,也使纤维素海绵拉伸强度提高,但材料吸水保湿性能和柔软性有所下降。为了使纤维素海绵内得到更大孔径的气孔结构,本论文在物理成孔剂的基础上又加入了化学发泡剂,采用综合成孔法制备了发泡成型的纤维素海绵。对比无发泡剂以及分别以对甲苯磺酰肼和偶氮二甲酸二乙酯为发泡剂制备的纤维素海绵的结构与性能,结果发现：在满足一定使用强度的条件下,发泡剂的添加能够使纤维素海绵中形成孔径更大的气孔结构,提高材料的孔隙率,从而进一步提高纤维素海绵材料的吸水保湿性,改善其柔软性；其中,以对甲苯磺酰肼作为发泡剂成本较低,发泡过程相对稳定、可控,且所制备的纤维素海绵材料中形成了更多、更饱满的大孔径气孔,其吸水保湿性能及柔软性也更好。在本论文研究条件下,当成孔剂用量控制在纤维素/[Bmim]Cl溶液质量的3倍时,发泡剂含量为4%时所制备的纤维素海绵的综合性能较好,此时海绵的孔隙率达到97.8%左右,吸水性和保湿性分别比无发泡剂时提高了约80%和50%,材料柔软性也有一定程度的改善。在上述研究基础上,本论文进一步将由物理成孔法及综合成孔法自制的纤维素海绵与几种市售的PVA洁面用海绵和聚氨酯、PET清洁用海绵的结构与性能进行了对比分析,结果表明：自制的两种纤维素海绵在结构、吸水保湿性能、拉伸强度、热性能等方面都能达到市场上对海绵相关性能的要求,并且自制纤维素海绵的孔隙率和保湿性能明显优于市场上的四种海绵。由此可见,离子液体法纤维素海绵具有良好的市场应用前景。