高性能、多功能、環保型極性泡沫塑料，是國民經濟和高科技領域迫切需要的關鍵材料。聚乙烯醇（PVA）極性強、強度高、生物相容性好、在一定條件下可生物降解，可望制備高性能、多功能、環保型泡沫塑料。本項目擬針對PVA熔點與分解溫度接近，傳統溶液機械攪拌或化學發泡方法不利于發揮其性能優勢的問題，提出以水為增塑劑兼物理發泡劑，通過熔融發泡，制備PVA泡沫材料的綠色發泡技術，深入研究其制備機理，包括水與PVA間氫鍵作用、水在PVA中的狀態及與體系組分、溫度、壓力間的關系、對PVA熱塑加工性能的影響，PVA的熔體強度，水在PVA熔體中汽化（發泡）的熱力學（蒸發焓）、動力學（蒸發速率）及影響因素，建立泡孔結構與水含量、PVA熔體強度、溫度場、壓力場、冷卻速率間的關系，為在加工中實現水的可控發泡，制備泡孔結構可控、孔徑分布均勻的PVA極性泡沫材料提供理論指導，具有重要意義。

高性能、多功能、環保型極性泡沫塑料，是國民經濟和高科技領域迫切需要的關鍵材料。聚乙烯醇（PVA）是一種多羥基強極性高分子，具良好離子交換、絡合、螯合、物理吸附性，良好耐熱性，優異力學性能，在一定條件下可生物降解，生物相容性好，可與多種有機、無機化合物及生物材料共混復合，可望制備高性能、多功能、環保型泡沫塑料。但PVA熔點與分解溫度接近，難以熱塑加工，其泡沫材料的制備多基于溶液法，如溶液機械攪拌或化學發泡方法，不利于發揮其性能優勢，制備高性能和多功能的泡沫材料，迫切需要建立PVA 極性泡沫材料制備新技術新原理。 本項目以建立一種簡單、清潔的PVA極性泡沫材料綠色制備新技術新原理為目標，按計劃認真開展研究工作，取得系統的、有特色的創新性研究成果，出色完成研究計劃，全面達到預期目標。1、以價格低廉、無毒，無污染的水為增塑劑兼物理發泡劑，通過水與PVA間氫鍵作用，抑制PVA自身分子內和分子間氫鍵，降低PVA熔點，獲得80℃以上熱塑加工窗口，實現了改性PVA的熔融塑化；并利用水的降壓汽化原理，實現了水在PVA 熔體中的發泡；2、深入研究了體系中水與PVA間相互作用，水狀態及與水含量、溫度場等的關系，闡述了水對PVA的增塑機理；3、系統研究了發泡體系中水汽化的熱力學、動力學及影響因素，PVA 熔體的熔體強度及調控、對氣泡形成和增長的影響，泡孔結構的調控及穩定，建立了水發泡與水狀態間的關系，闡明了水在PVA熔體中的汽化（發泡）機理；4、通過調控發泡劑體系、水含量、溫度場、壓力場、成核劑種類及含量等，及采用不同分子量PVA共混和交聯，調控PVA中水狀態及其蒸發速率、PVA 熔體強度，實現了水的可控釋放，泡孔的可控增長與固定，制備了泡孔結構可控、孔徑分布均勻、模量可調的PVA極性泡沫材料。 與PVA傳統溶液機械發泡法或化學發泡法制備工藝相比，以水為增塑劑兼物理發泡劑，通過熔融發泡，制備PVA泡沫材料，是一種清潔、高效、簡便、經濟的PVA極性泡沫材料綠色制備技術，易于規模化生產，并可根據需要生產不同形狀的泡沫制品，在外科敷料、藥物釋放、包裝、儲冷保鮮、廢水處理、隔聲降噪等領域有重要應用。相關研究成果發表學術期刊論文5篇（SCI 收錄4篇，EI收錄2篇），國際學術會議論文2篇（其中邀請報告1篇），獲準授權中國發明專利1項。

本項目研究鋁電解雙極性惰性電極的制備及腐蝕機理。采用粉末冶金的方法和真空感應熔煉的方法制備Ni-Al-Fe-Cu系合金陽極，該陽極具有鋁遷移功能。采用熱壓的方法制備多孔的TiB2陰極。采用機械的方法或熱擠壓的方法將陽極和陰極復合在一起。在電解過程中，在陰極析出的鋁部分可穿過陽極，遷移到陽極反應面，形成氧化物保護膜，保護陽極。本項目著重研究鋁在陽極中的遷移機理，通過控制陽極結構來控制遷移速度。研究陽極氧化膜的形成與溶解機理，以控制其溶解速度。使鋁的遷移速度與氧化膜的生成速度、溶解速度相匹配。雙極性電極的使用可以解決惰性陽極連接困難的問題，對惰性電極電解槽的研制具有促進作用。為解決鋁電解工業的節能和環保問題具有重要的意義。

聚乙烯醇是一類工業應用廣泛的水溶性合成高分子；它在涂料、造紙、粘結、表面活性劑等領域的應用與它的溶液、熔體的性能密切相關。在聚乙烯醇主鏈中引入支化結構，可有效調控其溶液、熔體性能，拓展聚乙烯醇的應用范圍，發展新材料。在國家自然科學基金的資助下，本項目系統開展了支化聚乙烯醇制備方法學、聚乙烯醇近程結構與性能關系及聚乙烯醇基功能材料的研究工作，具體內容包括： （1）設計合成出由酰胺鍵橋接可聚合基團（雙鍵）及鏈轉移基團（黃原酸酯基團）的支化單體 — N-烯丙基-（2-乙基黃原酸基）-丙酰胺（NAPA）和由羧酸酯鍵橋接的支化單體 — 2-（2-乙基黃原酸基）丙酰氧基丙烯酸乙酯（ETcPE）；通過對支化單體在醇解條件下穩定性的研究，掌握并建立了保持醇解過程中支化點穩定的關鍵技術。 （2）結合“活性”/可控自由基聚合物法與自縮合乙烯基共聚合法，以NAPA或ETcPE為支化單體與乙烯酯類單體共聚合成出具有支化結構的前驅體；建立了通過線性鏈轉移劑與支化單體復配，同步調控聚合物支化結構和分子量的方案；揭示了聚合過程中支化結構的演化和發展規律；建立了通過選擇性醇解制備支化聚乙烯醇的方案。 （3）探索、發展了基于氧化-還原引發型自縮合乙烯基共聚合制備支化聚乙酸乙烯酯及支化聚乙烯醇的方案，揭示了聚合過程中支化結構的演化與發展規律；建立了基于已商業化支化單體（DMAEMA）和氧化-還原引發的常規自由基聚合、快速、高效合成高分子量支化聚合物的方案，豐富了乙烯基單體支化聚合方法學。 （4）系統研究了聚乙烯醇近程結構（支化結構、共聚單體含量、乙酰氧酯基序列分布等）對聚乙烯醇聚集態結構及性能的影響規律。進一步發展出表面活性劑用聚乙烯醇基功能材料及面向環境凈化用聚乙烯醇多孔材料。 本項目發表學術論文6篇，會議論文4篇，獲準中國發明專利1項，申請中國發明專利1項，圓滿王城項目計劃研究內容，達到了預期目標。相關研究成果為設計、發展新型聚乙酸乙烯酯材料、聚乙烯醇材料積累了實驗數據，提供了基礎研究理論和方法。