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为了提高聚氨酯的性能，本文制备了四种不同的PU纳米复合材料和PU/α，ω-二羟烷基-聚二甲基硅氧烷(HPDMS)共聚物，较系统地研究了这些纳米复合材料和共聚物的结构与性能。
采用原位聚合法制备了PU/ZnO和PU/Al2O3纳米复合材料，并对它们的结构和性能进行了研究。研究结果表明，纳米复合材料中的氨酯羰基氢键化程度和硬段的有序化程度较纯PU低，纳米复合材料中PU软硬段间有更好的相混合程度；纳米ZnO或纳米Al2O3粒子以纳米尺寸较均匀地分散在PU体系中；少量纳米ZnO或纳米Al2O3粒子的加入，对PU材料有很好的增强和增韧效果。
采用原位插层聚合方法制备了蓖麻油型PU/有机蒙脱土(OMMT)纳米复合材料，并对它们的结构和性能进行了研究。研究结果表明，PU/OMMT纳米复合材料中PU已经插入OMMT片层之间，形成了插层型纳米复合材料；与纯PU相比，PU/OMMT纳米复合材料中PU软硬相间的相混合程度提高，氨酯羰基的氢键化程度降低；PU/OMMT纳米复合材料的热稳定性、拉伸强度和拉伸模量均大大优于纯PU。
制备了三种含羟乙基的有机蒙脱土，并对它们进行了详细的表征。采用原位插层聚合法制备了蓖麻油型PU/OH-MMT纳米复合材料，并对它们的结构和性能进行了研究。WAXD结果表明，纳米复合材料中OH-MMT都以剥离结构分散在PU中。DSC和FTIR测试结果表明，OH-MMT的加入提高了纳米复合材料中PU软硬段的相混合程度和Tg值，而且破坏了氨酯羰基氢键化程度；OH-MMT对PU具有很好的增强和增韧效果，且OH-MMT中羟乙基个数越多，增强增韧效果越好；延长插层时间有利于形成剥离型PU/OH-MMT纳米复合材料和力学性能的提高。
利用HPDMS与形成PU的NCO基团反应，制备了PU/HPDMS共聚物，并对它们的结构形态、表面性能和力学性能进行了研究。研究结果表明，HPDMS以共聚方式进入了PU体系中，形成了PU/HPDMS共聚物；HPDMS对共聚物中PU软硬段的有序结构及软段的Tg影响不大；HPDMS能够在PU/HPDMS共聚物的膜表面富集，赋予了共聚物膜良好的疏水和疏油性能以及低表面能；少量HPDMS的加入(＜5wt％)对PU/HPDMS共聚物膜的拉伸强度影响不大。