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一种聚氨酯预聚物界面偶联剂及其制备方法与应用，属于化学界面偶联剂技术领域。该偶联剂的数均分子量为3000—10000，分散指数为1．6—2．8，玻璃化转变温度（利用差示扫描量热法测定）为-80—20℃。这种偶联剂是按照游离异氰酸酯基与羟基为2：1—20：1的摩尔比将异氰酸酯与多元醇共混，于60—1500C加热制得的。采用常温共混的方法用本发明合成的偶联剂对农业秸杆纤维与热塑性塑料进行预处理，能显著改善热塑性塑料与农业秸杆纤维界面的相容性和界面结合强度，有效地提高该复合材料的物理、力学性能。