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通常脂肪族聚氨酯的微观相分离程度很低,导致材料的力学性能较低,循环拉伸性能较差。聚乳酸(PLA)是一种生物基可降解聚酯材料,具有高强度,良好的生物降解性能和生物相容性等特点。本文主要将PLA引入到聚氨酯主链中,提高材料的机械性能和循环拉伸性能,研究含PLA链段的聚氨酯的微观结构与宏观性能的联系。以丙交酯(L-LA)为原料,首先合成左旋聚乳酸二元醇(PLLA),然后以PLLA、聚四氢呋喃二元醇(PTMG)为软段,4,4`-二环己基甲烷二异氰酸酯(MDI)、1,4-丁二醇为硬段,采用二步法合成一系列含PLLA链的聚氨酯材料。通过红外光谱(ATR)、核磁氢谱(~1H NMR)、差示扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TGA)等手段,我们发现随着PTMG分子量的增大或PLLA含量的升高,其对应的聚氨酯的Tg和Tm都在提高,而且PLLA链的引入会降低聚氨酯材料的热稳定性能。对制备的聚氨酯材料进行机械性能表征。结果表明PTMG分子量的提高,即柔性链段长度的增大,PLLA链更容易产生较大的相区,从而提高材料的微相分离程度,增强材料的机械性能。随着聚氨酯中PLLA链含量的升高,材料的弹性模量和拉伸强度得到明显的提升,但是会降低材料的韧性。对不同PLLA链含量的聚氨酯进行循环拉伸性能测试时,发现9%-PU的性能最佳。另一方面,使用ATR手段对聚氨酯的微观结构进行表征时,发现拉伸前的聚氨酯中含有两种类型氢键作用,分别位于硬相区的硬链段间和无定形相区中PLLA链和硬段链间,前者在拉伸过程稳定存在,后者在拉伸过程会被破坏。拉伸过程中PLLA晶被拉伸破坏,且PLLA链会沿着拉伸方向进行取向排列,提高了材料的力学性能,这暗示着PLLA链沿拉伸方向取向会导致材料出现应变硬化现象。拉伸过程中,含PLLA链的聚氨酯在大应变时出现应力发白现象。随着PLLA含量的提高,应力发白现象的临界应变值逐渐减小,但临界真应力保持在100MPa左右。原位WAXS数据表明在大应变时聚氨酯中没有晶体存在,但是PLLA链会沿着拉伸方向高度取向排列,其取向度在-0.17左右时,出现应力发白现象,且不受PLLA链含量的影响。而原位SAXS数据显示应力发白现象出现时其子午线方向和赤道方向上的散射强度瞬间大幅度增强,证明大应变时应力发白现象的本质是空穴结构的出现,在应力撤销后,散射强度降低,暗示着空穴结构的消失,样条重新恢复透明。