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近年来,聚合物基纳米复合材料得到了人们的广泛关注。该类复合材料不仅具有聚合物基体的特性(如易于加工、柔韧性和阻尼性强等),还展现出无机填料独有的性质(刚性、热稳定性、化学阻隔能力)。此外,较少的无机组分的添加,便可明显提升材料的整体性能。聚氨酯(PU)作为一类结构可调、综合性能优越的聚合物材料而被广泛地应用于家居、医疗、军工等领域,是世界六大具有发展前途的合成材料之一。由于合成聚氨酯软硬段组分的热力学不相容常引发微相分离现象,严重影响了聚氨酯材料的性能。为了拓展其应用范围,制备出满足新时代工业发展的具有优异性能的聚氨酯复合材料,本论文提出将二维层状水滑石(LDHs)纳米粒子引入到聚氨酯中,形成无机有机复合材料,以实现对聚氨酯本体进行高效改性,并提升其宏观性能的研究目标。本文通过水热法一步合成了三羟甲基氨基甲烷(Tris(hydroxymethyl)methyl aminomethane,简称Tris)表面接枝改性的锌铝水滑石(Tris-LDH),并通过X射线衍射(XRD)、红外分析(FT-IR)、扫描电镜分析(SEM)、X射线光电子能谱分析(XPS)进行了表征。采用原位聚合法改变水滑石纳米填料含量制备了一系列二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)型聚氨酯锌铝水滑石复合材料(Tris-LDH/PU),通过扫描电镜、透射电镜等研究了纳米水滑石填料在聚氨酯基体中的分散情况,并对复合材料宏观性能进行了深入分析。结果表明,当改性锌铝水滑石的含量为1.5%时,复合材料的机械性能和热稳定性显著增强。为了提高纳米水滑石与聚氨酯基体的界面相容性,本研究进一步通过胶体磨法制备水滑石前躯体,利用水滑石层间离子易交换的特点,合成了十二烷基磺酸根(DS)柱撑、3一氨丙基三乙氧基硅烷(APS)表面修饰的有机化纳米镁铝水滑石填料,并制备了一系列具有不同含量水滑石的甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)型聚氨酯镁铝水滑石复合材料(PU/APS-DS-LDH),扫描和透射电镜表明该水滑石与聚氨酯基体有良好的相容性。材料测试结果显示,当水滑石含量为3%时,复合材料的综合性能最佳,力学性能大幅度增强(断裂伸长率提高430%),50%热分解稳定温度提高21℃,并表现出良好的阻尼特性和紫外吸收能力；当填料含量进一步增加,由于水滑石纳米颗粒开始出现团聚现象,复合材料的各项性能略有下降。