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针对石油资源枯竭、塑胶材料白色污染等问题，研发性能优良、可降解的新型环保复合材料是一个亟待解决的难题。聚氨酯是一种性能优良、应用广泛的工程塑胶材料，其中热塑性聚氨酯弹性体(TPU)发展较快，但难以降解。在TPU塑胶材料中添加天然植物纤维合成环保型TPU基木塑复合材料(WPC)具有重要的意义。
首先，研究了纯TPU基材合成的工艺条件。分别采用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)与二苯基甲烷二异氰酸(MDI)为原料合成纯TPU基材，并探讨了不同的多元醇、扩链剂对TPU性能的影响，并选取IPDI、聚四氢呋喃二醇(PTMG)、1,4-丁二醇(BDO)为原料合成TPU，考察了TPU不同原料配比、预聚反应温度、熟化时间和熟化温度合成条件的影响，利用二正丁胺滴定法确定预聚反应时间，优选出适宜的TPU合成工艺条件。实验结果表明，以IPDI为原材料合成的TPU具有更好的结晶性能，原料摩尔比PTMG1000∶IPDI∶BDO为1∶3∶2、预聚反应温度为60℃、预聚反应时间为2h、熟化温度90℃、熟化时间为48h时，材料的拉伸强度、断裂伸长率和硬度较高。通过红外光谱分析得出IPDI与PTMG反应生成线型热塑性聚氨酯确实为目标产物，TPU的SEM照片显示合成产物具有微相分离的结构特性，TPU的TG结果显示初始分解温度为270℃。
然后，在TPU合成过程中加入竹粉、木粉(WF)两种填料制备了TPU基木塑复合材料。探讨了竹粉或木粉含量、乙酰化改性木粉(AWF)含量、偶联剂添加量以及WF粒径对WPC性能的影响。结果表明：填充适量竹粉与木粉能增强TPU，且木粉增强效果更好，随木粉填料含量的增加，拉伸强度先增加后减小，当木粉含量为15wt%时复合材料的拉伸强度最大为7.16MPa；通过研究发现不同WF粒径对WPC的性能影响，发现WPC拉伸强度排序为100目＞200目＞325目＞400目，断裂伸长率排序为100目＞400目＞325目＞200目，初步确定选200目的木粉；乙酰化改性处理后的AWF结构更加规整，增强效果更好；填充20wt%AWF时TPU的拉伸强度可达11.24MPa。WPC的邵A硬度均随添加量的增加而增加。最后，还制备了WPC的3D打印线材，并探究了不同WF含量WPC的挤丝与打印性能，发现WF含量为5wt%和10wt%时挤丝打印性能较好。
首先，研究了纯TPU基材合成的工艺条件。分别采用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)与二苯基甲烷二异氰酸(MDI)为原料合成纯TPU基材，并探讨了不同的多元醇、扩链剂对TPU性能的影响，并选取IPDI、聚四氢呋喃二醇(PTMG)、1,4-丁二醇(BDO)为原料合成TPU，考察了TPU不同原料配比、预聚反应温度、熟化时间和熟化温度合成条件的影响，利用二正丁胺滴定法确定预聚反应时间，优选出适宜的TPU合成工艺条件。实验结果表明，以IPDI为原材料合成的TPU具有更好的结晶性能，原料摩尔比PTMG1000∶IPDI∶BDO为1∶3∶2、预聚反应温度为60℃、预聚反应时间为2h、熟化温度90℃、熟化时间为48h时，材料的拉伸强度、断裂伸长率和硬度较高。通过红外光谱分析得出IPDI与PTMG反应生成线型热塑性聚氨酯确实为目标产物，TPU的SEM照片显示合成产物具有微相分离的结构特性，TPU的TG结果显示初始分解温度为270℃。
然后，在TPU合成过程中加入竹粉、木粉(WF)两种填料制备了TPU基木塑复合材料。探讨了竹粉或木粉含量、乙酰化改性木粉(AWF)含量、偶联剂添加量以及WF粒径对WPC性能的影响。结果表明：填充适量竹粉与木粉能增强TPU，且木粉增强效果更好，随木粉填料含量的增加，拉伸强度先增加后减小，当木粉含量为15wt%时复合材料的拉伸强度最大为7.16MPa；通过研究发现不同WF粒径对WPC的性能影响，发现WPC拉伸强度排序为100目＞200目＞325目＞400目，断裂伸长率排序为100目＞400目＞325目＞200目，初步确定选200目的木粉；乙酰化改性处理后的AWF结构更加规整，增强效果更好；填充20wt%AWF时TPU的拉伸强度可达11.24MPa。WPC的邵A硬度均随添加量的增加而增加。最后，还制备了WPC的3D打印线材，并探究了不同WF含量WPC的挤丝与打印性能，发现WF含量为5wt%和10wt%时挤丝打印性能较好。