空蚀是水下过流部件常见的一种特殊破坏形式,造成了巨大的经济损失和安全隐患,因此如何减轻或抑制空蚀损伤已成为国内外的热门研究方向之一。聚氨酯（PU）弹性体因具有优异的抗冲击性和水下稳定性,能够通过自身形变有效吸收缓冲能量,因此将PU涂覆在零部件表面有望显著降低空蚀造成的损伤。但是,人们目前对PU的空蚀性能和损伤机制还缺乏系统研究和深刻认知,严重制约了高性能PU防护涂层的研发和应用。因此,本论文聚焦“有机涂层空蚀损伤机制难分析”和“高强韧抗空蚀聚合物涂层难构筑”两个科学问题,开展了聚醚型PU涂层的合成制备、理化性能分析、空蚀机理表征、纳米改性增强和有机/无机界面结合调控等方面的研究工作,根据PU的分子链结构演变、力学和热学性能等综合检测结果,深入揭示了其在空化载荷和空化热作用下的响应行为及损坏机制,指导发展出了耐空蚀性能更加优异的聚醚型PU弹性体涂层。主要研究内容和结果如下:1.以异佛尔酮二异氰酸酯为硬段,聚丁二醇为软段,合成预聚体,再通过调节混合扩链剂的羟基摩尔比制备了五种不同交联比的PU弹性体,通过力学性能、吸水性、抗空蚀性能等一系列测试表征,发现PU0.4的抗空蚀性能最优异,在空蚀30h后的累计质量损失最少,仅为10.6mg,表面损伤较为轻微;另外,过度的交联造成PU弹性体脆化,反而劣化了其力学性能和抗空蚀性能。2.针对PU弹性体空蚀损伤机制不明确的问题,采用扫描电镜、XPS、红外定性分析和热重分析等表征手段对空蚀前后PU涂层的表面形貌、元素含量、官能团含量和分子结构等进行对比,结果显示:在空化热的作用下,PU涂层表面不仅出现了熔蚀坑,而且加速了氨基甲酸酯基和醚键等基团的水解和热氧化降解,破坏了材料表面的完整性和力学性能;在空化载荷的作用下,PU弹性体的微相分离程度明显加剧,促使热分解温度较低和柔韧性较差的硬段分子链不断在表面富集,进一步劣化了材料的力学性能和耐温性能,最终导致PU涂层在力/热耦合作用下发生明显的疲劳剥离损坏。3.通过添加氧化石墨烯（GO）探索了增强PU弹性体抗空蚀性能的途径,根据材料的动态热机械性能、力学性能、耐热性能、抗空蚀性能等检测结果,优化得到了GO的最佳添加量为0.5 wt.%,所制备的PU弹性体涂层的抗空蚀性能相较于改性前提升了近7倍。在此基础上,为了进一步增强GO与基础树脂间的界面结合,利用苯胺低聚物（AO）对GO进行功能化修饰,促使GO与基础树脂间形成化学键合。最终的研究结果表明与GO相比,苯胺低聚物改性的氧化石墨烯（AOFG）对PU弹性体的补强效果更明显,添加了AOFG的PU弹性体涂层的综合性能更优异。