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端羟基聚丁二烯(HTPB)是一种性能优异的低聚物二元醇,用其合成的聚氨酯材料可以应用到各种领域,研究清楚结构与性能的关系对于材料的性能调控意义重大。本论文以探究聚氨酯结构与性能的关系为主线,利用预聚物法合成了硬段含量为20%、30%、40%以及异氰酸酯为2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)、4,4’-二异氰酸酯二苯甲烷(MDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)时的HTPB基聚氨酯;合成了 HTPB与聚丙二醇(PPG)摩尔比为3:1、2:1、1:1、1:2、1:3以及异氰酸酯为TDI、MDI、HDI、IPDI时的HTPB-PPG基聚氨酯。通过红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、小角X射线散射(SAXS)、原子力显微镜(AFM)表征其结构和形貌,通过差示扫描量热法(DSC)、热重分析仪(TGA)、动态力学热分析仪(DMTA)、以及应力-应变曲线测试聚氨酯材料的热性能、动态力学性能以及力学性能。研究结果表明:(1)硬段含量20%～40%时红外表征得到的氢键化程度从78.8%提高到83.1%,体系中有序化氢键从23.4%升高至36.8%,结构变规整,XRD在含量40%的体系显示出结晶峰,说明了有结晶结构的产生;随硬段含量增加,相分离的长周期由6.87nm增大至7.43nm,硬相区尺寸由几百纳米增大到了几微米,表面粗糙度由37nm增大了 95nm,热稳定性得到提升;动态力学性能显示20%硬段含量的聚氨酯低温阻尼性能较好,从应力-应变曲线上看到,40%硬段含量的聚氨酯力学性能较好。(2)HDI-PU的氢键化程度达到了 100%,在XRD中出现了结晶衍射峰,原子力图中也出现了规整的硬相区结构,其热稳定性在四种类型聚氨酯中最佳,储能模量达到了 29.9MPa;刚性的MDI-PU的热稳定性仅次于结晶一的HDI-PU,动态力学性能发现阻尼因子tanδ=1.02,有效温度区间为-100～-45.91,低温阻尼性能好。(3)相比于单一的HTPB基聚氨阯,PPG与HTPB合成的双软段聚氨酯在随PPG含量增加时两相相容性先减小后增大。氢键化程度由单一软段的79.5%--直降低到了 1:3-PU的48.2%,热稳定性降低,随PPG含量增加,阻尼峰值减小,1:2-PU的阻尼温域最宽,为95℃。0℃、60℃的tanδ同步增加,即抗湿滑性增加、滚动阻力增加。(4)用TDI、MDI、HDI、IPDI合成的双软段聚氨酯分别记为TDI-PU-M、MDI-PU-M、HDI-PU-M、IPDI-PU-M,与单一 HTPB 聚氨酯相比,其中HDI-PU-M的氢键化程度仍为100%,其余体系的则均随PPG的加入而减小;HDI-PU-M存在有结晶结构,热稳定性最优异,力学性能较好,杨氏模量甚至超过了没有PPG存在的体系;此外,MDI-PU-M的XRD图谱中也测出了结晶峰,动态力学性能显示其阻尼性能在几种聚氨酯之间最为优异,且其具有较高的抗湿滑性能、优异的滚阻。