生物基材料具有来源广泛、可再生、可降解和绿色环保等优势，有望在多领域替代传统石油基材料。选择富含双键、酯基和羟基等可以修饰的官能团的生物质，是制备多种生物基材料的关键。植物油脂肪酸的双键，可以直接或改性后参与Diels-Alder反应和逆向硫化反应；纤维素富含活性羟基，可以与功能单体或聚合物进行接枝共聚反应。硫磺和粉煤灰是石油和煤化工产业产生的工业废弃物，对环境和健康造成严重威胁。以生物质资源和工业废弃物为原料，设计开发经济、高效的方法制备功能性材料，符合科学发展观和循环经济的理念，对解决我国面临的石油资源紧缺和工业废弃物处理难、利用率低的现状有重要意义。本论文以生物质资源和工业废弃物的高值化利用为出发点，设计并合成了三种生物基材料：C22三元酸酯（C22TA/C22TAE）、硫磺-植物油基复合材料（SVOCs）和聚（丙烯酸-丙烯酰胺-生物质-粉煤灰）（PAABF）复合材料。具体研究内容及结论如下：（1）生物基功能材料C22三元酸酯的设计及合成以植物油多不饱和脂肪酸及其酯（亚油酸、亚油酸甲酯、共轭亚油酸、共轭亚油酸乙酯）为双烯体，富马酸和富马酸二甲酯为亲双烯体，通过Diels-Alder反应合成了生物基功能材料C22三元酸酯。研究发现双烯体是否含有共轭双键对Diels-Alder反应有重要影响。非共轭双烯体制备C22三元酸酯时，须向应反体系加入催化剂碘。而共轭双烯体制备C22三元酸酯时，不需要催化剂碘，但是碘可以提高C22三元酸酯的产率。亲双烯体富马酸二甲酯比富马酸更有利于Diels-Alder反应，制备的C22三元酸酯产率更高。催化剂碘在C22三元酸酯合成过程中起两方面的作用：一方面，碘通过自由基历程使双烯体的非共轭双键异构化为共轭双键；另一方面，碘作为Lewis酸有利于Diels-Alder反应，提高C22三元酸酯的产率。研究结果为植物油的高值化利用和C22三元酸酯以及类似环己烯结构衍生物的制备提供依据。（2）密度可调型SVOCs的制备与性能研究以棉籽油和硫磺为原料，利用逆向硫化反应，通过调节棉籽油、硫磺和生物质填料（榆钱和香蒲）的原料比，制备了密度为1.00~1.27 g cm-3的SVOCs。此方法中，生物质填料以物理填充的方式嵌入SVOCs内部，在不改变SVOCs的热性能和化学结构的同时，通过产生孔洞和褶皱调控SVOCs的微观形貌，实现对SVOCs的密度调控。研究结果为生物质植物油和工业废弃物硫磺的资源化利用，以及密度可调节的硫化聚合物的制备提供了一种新方法。（3）PAABF复合材料的制备与性能研究以丙烯酸和丙烯酰胺为反应单体，纤维素类生物质和粉煤灰为接枝材料，合成了与地层水密度相近（1.09 g cm-3和1.02 g cm-3）的生物基PAABF复合材料。PAABF复合材料具有三维网络结构，接枝纤维素类生物质（羧甲基纤维素钠、香蒲纤维素）和粉煤灰提高了复合材料的热稳定性、吸水性、保水性、耐温性和抗盐性。研究结果为纤维素类生物质和工业废弃物粉煤灰的资源化利用，以及新型油田开采堵水调剖剂的制备提供了一种新方法。