聚氨酯弹性体是软硬两段相互嵌段而形成的一种高分子材料,因其优异的综合性能而被广泛应用于交通运输、石油化工、航天、军事、汽车制造等领域,成为不可或缺的重要材料之一。但由于其耐热性、耐候性、耐溶剂性、抗静电性等性能不够理想,一定程度上限制了其更广泛的应用。为了进一步拓宽其应用领域,在聚氨酯体系中添加纳米粒子来制备聚氨酯纳米复合材料成为研究热点之一。纳米二氧化钛不仅具有普通纳米粒子所共有的表面效应、量子尺寸效应、小尺寸效应、宏观量子隧道效应等四大效应,还具有化学稳定性好、力学强度高、高紫外吸收、光催化等特点,使其在改善聚氨酯的综合性能方面受到关注。但是由于纳米二氧化钛的表面极性强,极易形成尺寸较大的团聚体,与聚氨酯有机基体的相容性差,从而不能有效地改善聚氨酯的综合性能。为了获得二氧化钛纳米粒子在聚氨酯基体中的高分散性,对纳米二氧化钛进行表面改性成为必经之路。在本文中,我们在课题组前期工作的基础上,以十二羟基硬脂酸为改性剂,采用“全水法”,对不同粒径的纳米二氧化钛进行改性,制备了一系列不同粒径的改性二氧化钛纳/微米粒子。然后,我们将改性后不同粒径的纳/微米二氧化钛添加到聚氨酯体系中,通过原位聚合的方式制备了一系列纳/微米TiO2/聚氨酯脲纳米复合材料,并对其性能进行了表征。具体研究内容如下:（1）我们以水为分散介质,十二羟基硬脂酸为改性剂,对5-10nm、25nm、40nm、60nm、100nm、2-3μm的二氧化钛粒子进行表面改性,制得了一系列不同粒径的改性二氧化钛粒子。结果发现,相同条件下,十二羟基硬脂酸对不同粒径的二氧化钛改性效果不同,热重分析（TGA）表明5-10nm二氧化钛的接枝率为25%,2-3μm二氧化钛的接枝率为8%。我们通过正交法得到了 2-3 μm二氧化钛粒子的最佳改性条件,即反应温度为120℃、反应时间为16h、十二羟基硬脂酸用量（占TiO2质量）为60%。透射电子显微镜（TEM）测试表明十二羟基硬脂酸的改性有利于提高二氧化钛粒子的分散性。X射线衍射结果表明改性前后的二氧化钛的晶型结构没有任何改变。红外光谱分析表明十二羟基硬脂酸通过化学作用结合到二氧化钛粒子的表面。随着紫外光照时间的延长,改性后纳米二氧化钛（25nm）表面的十二羟基硬脂酸含量稍有减少。（2）将十二羟基硬脂酸改性的不同粒径的二氧化钛添加到聚氨酯脲体系中,通过原位聚合及简单共混的方式制备了一系列纳米TiO2/聚氨酯脲纳米复合材料,并对其进行了红外光谱、动态力学（DMA）、热失重（TGA）分析以及扫描电子显微镜（SEM）、机械性能测试。结果发现,粒径为25nm、采用原位聚合方式合成的纳米TiO2/聚氨酯脲纳米复合材料的机械性能最佳,其拉伸强度达到59MPa、断裂伸长率为633%,与未添加纳米二氧化钛的聚氨酯脲相比分别提高了 2.9倍和1.1倍。与简单共混方式相比较,原位聚合合成的聚氨酯脲纳米复合材料的机械性能较高,纳米二氧化钛在聚氨酯基体中分布更加均匀。DMA结果表明添加纳米二氧化钛后,聚氨酯脲纳米复合材料的玻璃转化温度升高且橡胶高弹区域扩大。TGA结果表明纳米TiO2/聚氨酯脲纳米复合材料的热分解温度提高,二氧化钛纳米粒子的添加使聚氨酯脲复合材料的热稳定性得到了一定程度的提升。此外,由于二氧化钛的紫外屏蔽效应,二氧化钛对阻碍聚氨酯脲复合材料的降解有明显效果。