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随着国家对生态环境的重视和环保政策的日趋严格,不可降解塑料制品的使用日益受到限制。传统泡沫塑料是塑料总产量的重要组成部分,具有低密度、高比强度、良好的绝缘性能和能量吸收性能等优良的特性,被广泛应用于各个领域。然而,由于生产塑料泡沫的原材料不可再生,且其本身不可降解的顽固特性以及回收政策的不健全,给环境造成了严重的污染。以纸浆纤维为原料制备的具有三维多孔结构的泡沫材料具有密度低、隔热和隔音等特点,是一种绿色环保、可降解可再生和生物相容性好的生物质基材料。考虑到纸浆纤维泡沫的机械性能较低、抗水性差和易燃等缺点,其利用价值目前仍处在较低的水平。因此,开发制备纸浆纤维泡沫材料的新技术以实现材料的性能调控,对其高值化利用具有重要的意义。本文利用泡沫成型技术制备了结构稳定的轻质可降解纸浆泡沫材料,评价了材料的性能和对环境的影响。利用化学交联和气相沉积,实现了泡沫材料的可回弹性和疏水性。进一步通过有机-无机共混和仿生交联两种不同的方法,实现了材料阻燃性能的提升。为纸浆纤维泡沫材料的制备、性能调控和应用提供了理论支撑和新的思路。主要内容如下:以漂白针叶木纸浆为原料,通过泡沫成型技术制备了一种结构稳定的轻质可降解纸浆泡沫材料。研究了打浆预处理、聚酰胺环氧氯丙烷（PAE）湿强剂和发泡工艺对泡沫的稳定性、结构和机械强度的影响,评估了泡沫材料的生物降解性能、生产成本和对碳排放的影响。研究发现:打浆预处理和PAE的加入能够提高湿泡沫的稳定性,同时可以促进纤维间的结合,改善泡沫材料的机械强度和水稳定性。泡沫材料的压缩模量和应力广泛地依赖于材料的密度,呈现幂率规律。此外,泡沫材料具有良好的生物降解性,在室外堆肥条件下,仅85天降解率可达93%,该产品既能作为一次性制品使用,也能作为二次纤维回收利用。在成本和碳排放方面相比传统泡沫塑料具有明显优势,有望替代或部分替代泡沫塑料应用于缓冲包装及建筑隔热等领域。基于纸浆泡沫成型技术,通过乙二醛的交联和甲基三甲氧基硅烷（MTMs）气相沉积,制备了可回弹的疏水纸浆纤维泡沫材料。研究了泡沫材料制备过程中的物理化学特性变化,并分析了材料在缓冲包装和油水分离应用的可能性。研究发现:在酸性介质下和90℃的温度下,乙二醛的两个醛基与纸浆纤维表面的羟基反应形成缩醛键。泡沫的机械回弹性能得到明显改善,CPF和MCPF泡沫在经过10次循环压缩后塑性变形率分别为19%和14%,可用于缓冲包装材料的应用。经过MTMs气相沉积后,泡沫的水接触角达到了145.9°。同时泡沫的密度和孔隙率的变化较小,PF、CPF和MCPF泡沫的密度分别为15.2 mg/cm~3、15.8 mg/cm~3和16.5 mg/cm~3,孔隙率分别为98.99%、98.95%和98.90%。MCPF泡沫具有优异的油吸附能力,吸附量在30.0 g/g和46.6 g/g之间,经过10次循环挤压回收后,仍然能够保持83.8%的吸收能力。吸附动力学参数分析表明,随着温度的升高,泡沫的吸附过程将由准二级吸附转变为准一级吸附。此外,泡沫还具有优异的热稳定性,相比于聚合物基泡沫材料具有明显的优势。以漂白针叶木纸浆和空心玻璃微球（HGMs）为原料,通过泡沫成型技术制备了一种具有阻燃,隔热和隔音性能的泡沫材料,并对泡沫构建过程中物理化学特性的变化进行了分析。研究表明:HGMs的加入能够提高泡沫的稳定性,成型后的泡沫具有更加均匀的纤维分布。泡沫的阻燃性能得到明显改善,HMF4/4泡沫的峰值热释放速率（PHRR）和总热释放量（THR）分别比HMF4/0泡沫降低了44.9%和46.5%,CO2产生量和有效燃烧热量（EHC）分别降低了52.9%和41.0%,氧指数达到了26.2%。泡沫具有良好的隔热性能,热导率达到了48.2 m W/m K,同时泡沫也是一种良好的吸声材料,降噪系数（NRC）值达到了0.41。泡沫的机械性能明显改善,HMF4/4泡沫的比压缩模量可以达到6.06 MPa·cm~3/g。该产品不仅可以通过自然环境进行降解,还能通过回收工艺进行多次利用,并且可以经过疏水改性改善防水性能。受植物细胞壁交联结构的启发,利用硼酸盐与含氧官能团形成共价键的能力,以及CNF稳定泡沫的作用,制备了一种具有层状结构的和各向异性的力学性质的阻燃隔热纸浆纤维泡沫材料。研究表明:泡沫具有低密度（12.1 mg/cm~3）和高孔隙率（99.2%）。CNF可以在气泡周围和边界处聚集,使气泡的粗化过程减弱,提高泡沫稳定性。在机械剪切和重力的作用下,形成了层状的三维网络结构,CNF在纤维层间形成了复杂的网络结构。泡沫材料表现出各向异性的力学性质,在Z方向上具有良好的回弹性（74.4%）,而在X方向上表现出高模量（195.1 k Pa）和比模量（15.3MPa·cm~3/g）。在硼含量较低情况下,泡沫材料实现了优异的阻燃性能,相比之下,PHRR降低了57.3%,氧指数达到了23.5%。同时,泡沫展现出优异的隔热性能,热导率可以低至48.6 m W/m K。且泡沫热稳定性好,遇到明火或受热情况下,形状稳定不收缩。