石油基聚合物的过度使用已经带来了一系列能源和生态问题。近年来,随着人们节能环保意识的日益提高,如何使用生物基、可生物降解材料替代传统石油基聚合物成为当下研究热点之一。聚乳酸（Polylactic acid,PLA）是一种源自可再生资源的聚合物,具有出色的机械性能、良好的加工能力和优异的生物相容性等优势,在日用品、家用电器、医疗卫生等领域有着巨大的市场需求和广阔的发展前景。然而,由于存在熔体强度低、结晶速率慢等缺点,PLA显示出非常差的发泡能力,严重限制了其在泡沫领域的应用。迄今为止,制备低密度、泡孔结构良好的PLA泡沫仍具挑战。为此,本文采用超临界CO2发泡技术对PLA及其复合体系的发泡行为进行研究,通过添加石墨烯纳米片（GNP）和聚己二酸丁二酯-对苯二甲酸丁二醇酯（PBAT）来增强PLA基体,改善其性能并提高发泡能力。一方面,通过研究纯PLA的发泡行为来确定实验工艺与发泡参数;另一方面,通过熔融挤出制备PLA/GNP及PLA/PBAT/GNP复合材料,实现对PLA性能的改进,然后对未发泡及发泡后的试样进行测试分析。主要研究内容如下:（1）利用超临界CO2发泡技术制备了一系列具有不同泡孔结构的PLA泡沫。通过分析泡沫形态与结构,探讨发泡压力及温度等工艺参数对PLA发泡性能的影响。通过调控参数,在120℃和20.7 MPa的条件下,制备出了发泡倍率高达39.2倍,具有良好开孔结构的PLA泡沫。同时,PLA泡沫表现出优异的疏水性与亲脂性,可以选择性地从水中吸油。对于各种有机溶剂,PLA泡沫的吸附容量达4.6-15.1 g/g,并且在20个吸附-解吸循环中,泡沫对有机溶剂的吸附容量无明显衰减。（2）以熔融共混和注射成型的方法制备了具有不同GNP含量的PLA/GNP复合材料,并对复合材料进行了微观形貌、力学性能、流变行为和发泡性能的表征。结果表明,GNP在PLA基体中的分散情况较好。与纯PLA相比,GNP含量为3 wt%的复合材料的强度与刚度提高了近20%。随着GNP含量的逐渐提高,PLA分子链的运动时受到的限制加大,对复合材料熔体粘弹性产生了明显的增强作用,有利于PLA发泡能力的提升。并且,由于GNP的异相成核作用,获得的PLA/GNP复合泡沫具有细化的泡孔结构和30倍以上的发泡倍率,泡沫的抗压强度和模量也得到了有效提升。（3）为了克服PLA泡沫具有较大脆性的缺点,采用熔融共混与注射成型的方式制备了PBAT含量为20 wt%的PLA/PBAT/GNP复合材料,并研究了PBAT及GNP的添加对复合材料力学性能、流变行为和发泡能力的影响。结果表明,PBAT的添加同样增大了复合材料的熔体粘弹性。当GNP含量较低时,利用超临界CO2发泡后泡沫的泡孔形貌更加均匀,同时最大发泡倍率可达53.0倍。但GNP含量超过3 wt%时,复合材料由于熔体粘弹性过高,发泡倍率迅速降低。此外,由于PBAT具有较高的柔性,制备的PLA/PBAT/GNP复合泡沫具有一定的形状恢复性。当GNP含量小于3 wt%时,复合泡沫被压缩时可以发生回弹。