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纤维素及其改性纤维素吸水材料是一种功能高分子材料,在诸多领域具有重要的应用价值,如农业、食品、医药、环保等领域。纤维素及其改性纤维素的分子链上有许多亲水基团,如羟基、羧基、酰胺基等,这些亲水基团的存在能够使吸水材料在短时间内迅速吸水。微晶纤维素（MCC）在一般植物纤维中的含量约占70%,粉末状的MCC在水溶液可以中形成分散体系,且经高速搅拌器强力搅拌能够变成凝胶状态,可提高液体体系的稳定性和粘度,另外,MCC有助于保持泡沫体系的稳定性;羟丙基甲基纤维素（HPMC）在水溶液中也具有分散性,也可提高液体体系稳定性及粘度;农作物秸秆中含有大量天然纤维素,经球磨处理的秸秆粉掺入吸水材料的制备,有助于提高吸水性和增强吸水材料多孔骨架结构的强度;酸催化生成的脲醛（UF）易生成凝胶,较易固化,无毒无色,成本低廉,硬度高。故本研究将价格低性能优且生物友好的MCC、HPMC、秸秆粉和UF作为原材料,采用机械搅拌发泡法制备泡沫多孔吸水材料,既可以降低吸水材料的制备成本又符合绿色化学理念。本论文分别以UF/MCC、UF/HPMC、UF/HPMC/秸秆粉为原材料,以十二烷基黄酸钠（SDS）为发泡剂,磷酸为催化剂,通过高速搅拌发泡的方法制备了三种多孔吸水材料。探究了不同因素对吸水材料吸水能力影响,如原材料MCC、HPMC、秸秆粉、脲醛的用量,发泡剂SDS的用量,秸秆粉的目数及机械搅拌的速率对吸水材料吸水能力的影响,以确定最优的实验方案。又分别测试了其吸液性能、保水性能和重复吸水率;采用扫描电镜（SEM）、傅里叶红外光谱（FTIR）、X射线衍射分析（XRD）和热失重分析法（TGA）进行了微观表征和分析。（1）探究了UF/MCC多孔吸水材料的最佳配比及最佳机械搅拌速率,结果表明:当摩尔比为1:1.4的UF用量为20g、MCC为4g、SDS为3g、司班80为2.7ml,机械搅拌速率为3600r/min时,所制备的UF/MCC多孔吸水材料性能最佳,吸蒸馏水可达11.58g/g,吸自来水可达8.73g/g,吸0.9%Na Cl溶液可达7.11g/g;UF/MCC多孔吸水材料具有良好的保水能力,对去离子水的保水时长可达216h;UF/MCC多孔吸水材料具有良好的重复吸水能力,当第5次重复吸水时,吸水恢复率仍能达到77%。从SEM图可以看出,UF/MCC多孔吸水材料形状呈现为疏松多孔结构,具有低度交联的三维网状结构,表面及内部有大量孔隙,此微观形貌特征对液体的吸收和保存有极大的促进作用。FTIR分析表明MCC与UF发生了交联反应,证明了UF/MCC多孔吸水材料保持了MCC的亲水性质,同时也保留了UF的一些特性。XRD分析表明UF/MCC多孔吸水材料总体衍射强度下降,MCC与UF的晶型结构被破坏,吸水材料呈现出非晶态结构的发展趋势。TG分析显示在50℃时UF/MCC多孔吸水材料的质量损失只有0.54%,在100℃时质量损失只有0.91%,在200℃时质量损失为4.95%,说明UF/MCC多孔吸水材料具有良好的热稳定性。（2）探究了UF/HPMC多孔吸水材料的最佳配比及最佳机械搅拌速率,结果表明:当摩尔比为1:1.4的UF用量为25g、HPMC质量为1.45g、SDS质量为2.2g、机械搅拌速率为3800r/min时,制备得到的UF/HPMC多孔吸水材料性能最优,吸蒸馏水可达13.35g/g,吸自来水可达9.37g/g,吸0.9%Na Cl溶液可达7.31g/g;UF/HPMC多孔吸水材料具有良好的保水性能,对去离子水的保水时长可超过216h;UF/HPMC多孔吸水材料具有良好的重复吸水性能,第9次重复吸水时,吸水恢复率可达50%左右。从SEM图可以看出,UF/HPMC多孔吸水材料呈现为蜂窝状的多孔结构,既有连通孔又有闭合孔,孔洞大小均匀且排列有序,证明吸水材料具有良好的吸水保水性能。FTIR图谱表明体系中的C-O-H都参与了反应,这是由于在交联反应中原材料HPMC和UF的配比恰好可以使交联反应完全进行,UF/HPMC多孔吸水材料既保持了HPMC的亲水性,同时也保留了UF的一些特性。XRD分析表明吸水材料特征峰同样也出现在HPMC和UF特征峰的出现处,但此处峰由尖锐转变为弥散,表明HPMC与UF在结晶区交联反应的发生,UF/HPMC多孔吸水材料总体衍射强度呈下降趋势,非晶态结构发展。TG分析显示热失重的第一阶段是175℃以下,只发生了2.49%的失重,说明UF/HPMC多孔吸水材料具有良好的热稳定性。（3）探究了UF/HPMC/秸秆粉多孔吸水材料的最佳配比及最佳机械搅拌速率,结果表明:当摩尔比为1:1.4的UF用量为20g、HPMC质量为1.45g、SDS质量为2.2g、目数为160～180的秸秆粉用量为4g,机械搅拌速率为3800r/min时,UF/HPMC/秸秆粉多孔吸水材料性能最佳,吸蒸馏水可达15.20g/g,吸自来水可达10.43g/g,吸0.9%Na Cl溶液可达8.15g/g;吸水材料具有良好的保水性能,对去离子水的保水时长可超过216h;UF/HPMC/秸秆粉多孔吸水材料的保水性良好,当第5次重复吸水时,吸水恢复率能达到88%。从SEM图可以看出,UF/HPMC/秸秆粉多孔吸水材料呈现为疏松的多孔结构,表面及内部有大量孔隙,孔壁粗糙且附着有秸秆粉末,对液体的吸收和保存有极大的促进作用。FTIR分析表明了UF与HPMC发生了交联反应,少量秸秆粉参与交联反应。XRD分析表明UF/HPMC/秸秆粉多孔吸水材料总体衍射强度呈现出下降,HPMC与UF的晶型结构被破坏,UF/HPMC/秸秆粉多孔吸水材料向非晶态结构发展。TG分析显示在50℃时UF/HPMC/秸秆粉多孔吸水材料的质量损失只有0.3%,在100℃时UF/HPMC/秸秆粉多孔吸水材料的热重损失率只有1.1%,在200℃时吸水材料的质量损失为3.6%,证明吸水材料耐热性能良好。综上,三种吸水材料都具备良好的吸水保水性能和重复吸水性能,本研究既可以降低吸水材料的制备成本又符合绿色化学理念。本论文中的实验探究为吸水材料在低成本及绿色发展领域提供了理论基础和依据。