聚氨酯纤维具有良好的尺寸稳定性,除了应用于常见的纺织品行业以外,也可作为Z箍缩加速器负载中的自适应材料。在这些领域的应用过程中,纤维因为受到光、热、氧和水等不同环境条件的影响,微观结构发生了变化,各项性能逐渐下降,材料失效导致其使用过程中存在安全隐患。因此,开展不同环境因素下纤维老化行为及服役寿命预测研究,对制备环境适应性强的纤维具有重要意义。论文以聚四氢呋喃醚(PTMG)型聚氨酯纤维为研究对象,将其进行紫外加速老化试验,通过扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)、小角X射线散射(SAXS)、动态力学性能测试(DMA)、热失重分析(TGA)和拉伸性能测试等进行表征,对不同环境因素下纤维老化行为及服役寿命预测开展相关研究。论文的主要工作及取得的研究成果如下:(1)系统地分析了老化时间对纤维表面形貌、化学结构、有序微区结构及力学性能的影响。结果表明:随着老化时间的增加,纤维表面形貌逐渐劣化,相对分子量逐渐下降,发生-C-N-和-C-O-的断裂,羰基氢键化程度先增大后减小,纤维有序微区结构尺寸先增大后减小,纤维的Tg先升高后降低,断裂强力和断裂伸长率逐渐下降。(2)分析了影响纤维化学结构、有序微区结构、热稳定性及300%弹性回复率的环境因素,包括紫外线强度、温度及湿度。(3)分析了不同老化时间、紫外线强度、老化温度及老化湿度对纤维抗蠕变性能的影响,通过不同力学模型拟合结果可知八元件模型可以很好地拟合纤维的蠕变特性,采用八元件模型分析了瞬时弹性应变、粘弹性应变和粘性应变的响应规律,并探讨了时间-老化时间等效、时间-紫外线强度等效、时温等效、时间-老化湿度等效的适用性。(4)基于紫外加速老化实验数据,分别采用阿累尼乌斯方程外推法、时温等效原理及二元统计分析方法预测了纤维的服役寿命,从安全的角度,采取最不利原则确定纤维的安全服役寿命。聚氨酯纤维对湿度较为敏感,在实际使用过程中,应确保纤维在较低湿度下使用,减小老化效应导致的失效乃至安全事故。