木质素是一种复杂的、非结晶性的、三维网状酚类高分子聚合物，与纤维素、半纤维素等一起构成植物的主要骨架。经研究证明，具有大量的醇羟基和酚羟基的木质素可以代替聚醚多元醇与异氰酸酯发生反应用于制备聚氨酯材料，这样不但可以减少对石油产品的依赖性，提高木质素的附加值，而且为聚氨酯工业降低了成本，对聚氨酯工业的发展以及缓减能源危机都具有十分重要的现实意义和战略意义。本文首先利用羟基含量较高，分散系数较低，分子量较小的过氧酸木质素来制备木质素聚氨酯薄膜，探讨木质素含量以及异氰酸酯指数对木质素聚氨酯薄膜的热力学性能的影响，并对其合成工艺路线进行优化，为之后的木质素聚氨酯薄膜改性研究做好基础工作。经研究发现，对于添加替代PEG1000的量为30%的过氧酸木质素的聚氨酯薄膜，随着异氰酸酯指数的增加，过氧酸木质素聚氨酯薄膜热稳定性下降，但导热系数降低即隔热性能提高，当异氰酸酯指数为1.55时，过氧酸木质素聚氨酯薄膜的拉伸性能达到最佳，拉断伸长率和拉伸强度分别为664%和16.86MPa，且玻璃态转变温度达到最大，继续增加异氰酸酯指数，玻璃态转变温度基本保持不变；在固定异氰酸酯指数的条件下，木质素含量为30%时，木质素聚氨酯薄膜具有较好的机械性能和热稳定性，并且木质素的添加，降低了聚氨酯薄膜的导热系数，即隔热性能增加，为其在隔热材料的应用增加了可能性。其次选择一种工业化程度较高，但醇羟基含量较低，分子量较大，以及分散系数较高的酶解木质素来制备聚氨酯薄膜，通过对酶解木质素进行化学改性来提高酶解木质素的羟基活性，进而改善木质素聚氨酯薄膜的性能。经研究发现，经双氧水的氧化降解，酶解木质素的酚羟基含量增加，其最佳的降解条件是：双氧水用量为木质素含量的25%，反应温度为55℃，反应时间应控制在2h；由氧化降解酶解木质素（OL）经Mannich反应制备的木质素氨基多元醇（OLA），其羟基含量比由非降解木质素制备的氨基多元醇（LA）提高了11.1%；最终由OLA制备的木质素聚氨酯薄膜（OLAPU）相比由L和LA制备的木质素聚氨酯薄膜的拉伸性能以及热稳定性都有所改善：相比LPU的拉伸强度和拉断伸长率分别提高了12.5%和14.4%，而相比LAPU的拉伸强度和拉断伸长率分别提高了8.9%和6.9%。本文最后通过与另外一种天然高聚物：纤维素，其衍生物—醋酸纤维共混的方法来改善木质素聚氨酯薄膜的机械性能和亲水性能，相对于通过化学改性的方法减少了对环境的污染，并且可以减少原料成本，减轻了对石油资源的依赖，节约了能源。且制备的醋酸纤维改性木质素聚氨酯薄膜（LPU/CA）的拉伸强度相比普通木质素聚氨酯薄膜（LPU）提升了约30%左右，杨氏模量提高到2~3倍，从而改善了木质素聚氨酯薄膜的机械性能；制备的醋酸纤维改性木质素聚氨酯薄膜与超纯水的平均接触角相比普通木质素聚氨酯薄膜减小了18%左右，即相比普通聚氨酯薄膜有更好的亲水性，对于扩大木质素聚氨酯薄膜的应用范围有一定的意义。