利用联萘基团的结构刚性和轴向不对称性，通过氢转移加成聚合制备了螺旋结构聚氨酯一酰亚胺和聚氨酯一脲，并且用螺旋聚氨酯分别与二氧化硅和凹凸棒石进行复合，制得了低红外发射率复合材料。采用红外光谱(IR)、紫外一可见光谱(UV-vis)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、热重(TG)、圆二色谱(CD)、振动圆二色谱(VCD)等表征手段对螺旋结构聚合物及其复合物进行了表征，同时测定了红外发射率(8-14μm)，得到以下实验结果：　　 1.螺旋聚氨酯-酰亚胺的制备、表征及其氢键结构的研究：　　 基于R-1,1’-联萘-2，2’-二酚(R-BINOL)和消旋-1,1’-联萘-2，2’-二酚(BINOL)，通过氢转移加成聚合制备了具有单手螺旋结构的聚氨酯-酰亚胺(R-PUI)及其消旋聚氨酯-酰亚胺(PUI)。R-PUI显示出单手螺旋构象，其具有光学活性；同时，由于R-PUI是基于联萘基团的刚性和轴向不对称性而产生螺旋，而非通过弱的二级作用，因此在强极性溶剂中，R-PUI仍然具有旋光性，其单手螺旋结构十分稳定。R-PUI和PUI的链间存在着不同程度的链间氢键作用；R-PUI的链间氢键强度大于消旋PUI的链间氢键强度，这主要是由于R-PUI是基于R-BINOL合成的，具有单手螺旋结构，其聚合物链结构更规整和有序，因此更容易形成链间氢键作用。此外，R-PUI的链问氢键是由链结构中的羰基(C=0)和氮氢键(N-H)形成，然而并不是链结构中所有的C=O都形成了氢键。N-H键只和聚氨酯链段(-NHCOO-)结构中的C=O基团之间形成氢键作用，而酰亚胺环上的C=O并没有参与氢键作用。R-PUI的红外发射率要略低于PUI，这可能是和两者结构中不同的氢键化程度有关。氢键作用可以有效控制分子振动模式，同时一定程度上降低聚合物的不饱和程度，从而降低其红外发射率。　　 2.螺旋聚氨酯一脲的制备、表征及其红外发射率研究　　 基于S-1,1’-联萘-2，2'-二酚(S-BINOL)和消旋-1,1’-联萘-2，2’-二酚(BINOL)，通过氢转移加成聚合制备了具有单手螺旋结构聚氨酯一脲(S-PUU)和消旋聚氨酯一脲(PUU)。S-PUU显示出单手螺旋构象，其具有光学活性；同时，由于S-PUU是基于联萘基团的刚性和轴向不对称性而产生螺旋，而非通过弱的二级作用，因此在强极性溶剂中，S-PUU仍然具有旋光性，其单手螺旋结构十分稳定。S-PUU和消旋PUU的链间存在着不同程度的链接氢键作用；S-PUU的链间氢键强度大于消旋PUU的链间氢键强度，这主要是由于S-PUU是基于S-BINOL合成的，具有单手螺旋结构，其聚合物链结构更规整和有序，因此更容易形成链间氢键作用。随着S-PUU温度的升高，其红外发射率在不同温度范围内具有不同的上升速率。在100℃以下，S-PUU的链间氢键仍然存在，此时红外发射率缓慢上升；而当温度继续升高到100℃以上时，S-PUU的红外发射率的上升速率变大，这是由于在温度大于100℃时，S-PUU链间氢键作用在温度上升到一定阶段后发生变化。聚合物的链结构可以通过设计调整单体结构等方法进行调节，因此链间氢键作用可以在聚合物合成过程中来调控，这就为聚合物红外发射率可调提供了可能。　　 3.螺旋聚氨酯@Si02核壳结构复合物的制备、表征及其红外发射率研究　　 用у-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)对二氧化硅(Si02)微球进行表面改性，然后用螺旋结构聚氨酯预聚物对改性Si02进行复合，从而制备了螺旋结构聚氨酯@Si02核壳结构复合物(HPU@Si02)。复合过程中，螺旋结构聚氨酯成功地包裹在改性的二氧化硅微球表面，从而形成了核壳结构的有机无机复合物。HPU@ Si02显示出清晰的核壳结构：螺旋结构聚氨酯为有机壳层，Si02微球为无机核。通过用具有单手螺旋结构的聚氨酯对二氧化硅微球的包覆，Si02原先的紫外吸收特性和结晶性能都发生了改变：Si02微球在紫外波段没有吸收峰，而HPU@Si02在大约340nm处产生了吸收峰；Si02微球在XRD中显示非结晶态的“馒头峰”，而HPU@Si02却具有半结晶态。这些改变是由于Si02外层包裹着具有单手螺旋构象和链间氢键作用的聚氨酯壳所致。此外，由于无机核和有机壳之间的界面作用，HPU@Si02的红外发射率较之二氧化硅微球也降低了很多，从0.781降低至0.503。　　 4.螺旋聚氨酯@凹凸棒石复合物：制备、表征及其红外发射率研究　　 用y氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)对凹凸棒石(ATT)进行表面改性，然后用单手螺旋结构聚氨酯和消旋聚氨酯与改性ATT进行复合，从而制备了有机-无机ATT复合物(ATT@HPU和ATT@PU)。在复合过程中，螺旋结构聚氨酯成功地接枝于改性后的ATT表面，而没有破坏ATT原有的晶体结构。ATT@HPU和ATT@PU仍然呈现与ATT十分相似的棒状纤维结构，并且基本维持着ATT原有的分散度。ATT@PU和ATT@HPU的红外发射率值分别为0.579和0.434，与ATT原粉的红外发射率(0.934)相比大大降低。降低的原因可能是复合物有机层和无机层间的界面作用。此界面作用，通过用螺旋结构聚氨酯对凹凸棒石进行复合物，大大加强，因此复合物的红外发射率比ATT低得多。同时，ATT@HPU的红外发射率比ATT@PU的红外发射率要低，这表明螺旋构象的规整性对红外发射率具有明显的影响，单手螺旋构象更有利于复合物红外发射率的降低。　　 5.螺旋聚氨酯@凹凸棒石复合物：单体的光学纯度对红外发射率的影响　　 用y-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)对凹凸棒石(ATT)进行表面改性，然后用基于不同光学纯度S-1,1’-联萘-2，2’-二酚(S-BINOL)单体的螺旋聚氨酯预聚物与表面改性后的ATT进行复合，从而制备了一系列螺旋聚氨酯@ATT复合物(HPU@ATT)。复合过程中，螺旋结构聚氨酯只是接枝于凹凸棒石的表面，并有破坏凹凸棒石的原始晶体结构。用螺旋结构聚氨酯对凹凸棒石复合后，HPU@ATT仍然保留着ATT原粉原有的棒状纤维结构，且随着S-BINOL光学纯度的增加，凹凸棒石的分散性也逐渐变好。同时，随着S-BINOL光学纯度的增加，HPU@ATT中螺旋聚氨酯的有机复合率也随之增加，但光学纯度高于60％时，由于凹凸棒石表面饱和，上述复合率不再增大。HPU@AIT的红外发射率比纯的凹凸棒石(0.934)低，且随着光学纯度的增加，复合物的红外发射率逐渐降低。当S-BINOL的光学纯度达到100％时，HPU@ATT的红外发射率最低，为0.431。上述结果主要由两方面因素共同作用：一方面随着S-BINOL光学纯度的增加，复合物的有机复合率在饱和前(60％)逐渐增加；另一方面当凹凸棒石表面饱和时，红外发生率降低的主要原因是螺旋结构聚合物的链规整性增加。　　 6.螺旋聚氨酯@凹凸棒石核壳结构复合物的制备、表征及其红外发射率研究　　 用螺旋结构聚氨酯的单体4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)直接对凹凸棒石（ATT）进行表面改性制得改性ATT（M-ATT），然后用基于R-1,1’-联萘-2，2’-二酚(R-BINOL)的螺旋聚氨酯预聚物与M-ATT复合，从而制备了螺旋结构聚氨酯@凹凸棒石复合物(BM-ATT)。复合过程中，螺旋结构聚氨酯成功嫁接到改性后的凹凸棒石表面，并且凹凸棒石的原始晶体结构没有受到破坏，结晶性极佳。同时BM-ATT仍然具有与ATT原粉极为类似的棒状结构，并且分散性良好。BM-ATT显示出明显的科顿效应，具有光学活性，其光学活性来源于螺旋结构聚氨酯的单手螺旋构象。虽然螺旋聚氨酯对ATT的有机物复合率很低，但是红外发射率却明显降低，其中R型BM-ATT的红外发射率为0.405，这进一步证实了有机无机之间的界面作用是红外发射率降低的原因.并且这种界面作用不在于有多少有机物和无机物作用，而在于作用面积有多大，界面的接触是否良好。