聚氨酯弹性体是一种介于橡胶和塑料之间的合成材料，具有高伸长下的高强度，耐磨、低温性能良好、粘结性能良好、弹性良好等一系列优异的性能，但其本身具有耐热性差、软化和热分解温度低的缺陷，随着科技的发展与应用的拓展，亟须对聚氨酯进行增强改性，提高其性能。　　 碳纤维是一种含碳量高于90％的无机高分子纤维，具有高比强度、高比模量、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、抗蠕变、热膨胀系数小等一系列优异性能。利用碳纤维的优异性能，将其作为增强材料加入聚氨酯弹性体中，以期提高复合材料的耐热性能。　　 本文采用预聚体法制备了浇注型碳纤维/聚氨酯复合材料，文章系统考察了碳纤维长度、碳纤维含量等对复合材料机械性能的影响;并对复合材料进行了热力学分析(TG)、动态力学性能分析(DMA)，研究复合材料耐热性能的变化情况;采用SEM研究了复合材料断面形貌，研究了复合材料的增强增韧机理。得出的主要结论如下:　　 (1)力学性能研究表明:复合材料的机械性能随着碳纤维长度的增加出现先升高后降低的趋势;碳纤维含量增加时，复合材料的机械性能亦出现先增加后减小的趋势。当碳纤维长度为3mm、含量为1wt％时，复合材料的机械性能达到最佳值，此时其拉伸强度增长了22.7％，撕裂强度增长了48.1％，扯断伸长率增长了5.9％。　　 (2)碳纤维经硅烷偶联剂处理后，可以进一步提高复合材料的力学性能，KH-550优于KH-560和KH-570。　　 (3)热力学分析研究表明:加入碳纤维后，复合材料的热分解温度提高，失重率降低，提高了复合材料的耐热性。　　 (4)动态力学性能研究表明:加入碳纤维后，复合材料的储能模量、损耗模量增大，玻璃化转变温度和软化温度提高，复合材料的耐热性提高。　　 (5)采用SEM分析了复合材料断面的形貌结构，研究发现，当材料承受外力作用时，碳纤维与聚氨酯基体界面附近发生变化导致部分能量被吸收，从而碳纤维对聚氨酯起到了增强增韧作用。碳纤维对聚氨酯弹性体的增强机理主要为应力传递。当碳纤维取向与断口表面夹角较小甚至平行时，增韧机理为裂纹偏转增韧;当碳纤维取向与断口表面夹角较大时，增韧机理为拔出效应。