基于石油资源的合成高分子材料大量使用，造成环境污染，而且70年后将面临石油资源逐渐枯竭的威胁，因此当前高分子科学与技术面临新的挑战。基于可再生的动物、植物和微生物资源的天然高分子将可能成为未来高分子材料的主要化工原料，所以可再生资源的研究已成为21世纪国际基础化学的前沿领域之一。甲壳素是重要的海洋生物资源，其总产量大约为15万吨/年，主要来源于虾壳、蟹壳、昆虫壳等。壳聚糖是甲壳素脱去55％以上的N-乙酰基的产物。然而，甲壳素和壳聚糖不易加工且易脆从而限制了其应用，但它们含有丰富的羟基和氨基，可进行化学和物理改性。聚氨酯是一种易形成网络的弹性材料，而且它与聚多糖共混后可生物降解。当一种线型高分子穿透在另一种高分子网络中，则形成半互穿聚合物网络(semi-IPN)结构，可明显改善其力学性能。为此，本论文通过IPN技术将甲壳素和壳聚糖衍生物与聚氨酯合成新型生态环境材料。同时，运用先进仪器和新方法研究这些复合材料的组成、结构、相容性、界面作用和性能之间的关系。 本工作的主要创新成果包括以下几点。(1)用一种改良的新方法合成甲壳素的水溶性阴离子衍生物—羧甲基甲壳素，并成功地将它与水性聚氨酯共混得到具有良好力学性能、热稳定性以及耐有机溶剂的共混膜。(2) 首次揭示亲水性和憎水性固体模板对水性聚氨酯／羧甲基甲壳素半-IPN材料结构和性能的影响很大；已证明在聚四氟乙烯模板上流延形成的这种半-IPN膜比在玻璃模板上制备的膜具有更高的密度、力学性能、热稳定性和耐溶剂性。(3) 首次用非晶态硝化壳聚糖和半晶态聚酯型聚氨酯预聚物合成半-IPN材料；揭示当硝化壳聚糖含量从5 wt％增加到30 wt％时，用三羟甲基丙烷作外交联剂制备的半-IPN材料，其力学性能、耐热性和防水性明显改善。(4) 阐明预聚反应温度和预聚物固化温度对聚酯型聚氨酯的结晶行为、形貌和力学性能的影响：揭示由90至100℃下反应的聚酯型聚氨酯在60℃固化可制得具有较高力学强度和优良弹性的材料。(5)由半晶态聚酯型聚氨酯预聚物与非晶态硝化壳聚糖成功合成半-IPN结构的弹性材料；阐明固化温度对该半-IPN材料结构、结晶行为和性能的影响。 本论文研究的主要内容和结论分为以下几个部分。用一种改良的新方法合成甲壳素的水溶性阴离子衍生物—羧甲基甲壳素，并且用它与水性聚氨酯在水体系中共混后于玻璃模板上流延制备出共混膜。首先，采用高分子稀溶液的粘度法预测水性聚氨酯(WPU)与羧甲基甲壳素(CMCH)在水溶液中共混的可能性，由此得到它们的相容性参数表明，在所有的共混比例范围内，水性聚氨酯和羧甲基甲壳素具有较好的相容性或部分相容性。然后，通过红外光谱(IR)、广角X-射线衍射(WXRD)、动态力学分析(DMA)和紫外光谱(UV)测试表明，CMCH含量从15 wt％增加到95 wt％时，共混膜均具有较好的相容性或部分相容性，从而支持了稀溶液粘度法得到的结论。实验结果揭示共混膜中水性聚氨酯和羧甲基甲壳素之间形成分子间氢键，增强了共混组分间的界面粘结。与单纯水性聚氨酪相比，梭甲基甲壳素的加入使共混膜的力学性能、热稳定性以及耐有机溶剂性能都显著提高。 为了研究亲水性和僧水性固体模板对半一IPN材料结构与性能的影响，将水性聚氨醋、梭甲基甲壳素和交联剂在水体系中共混后，分别在亲水性玻璃模板和僧水性聚四氟乙烯模板上流延并且固化形成半.正N膜.由衰减全反射红外光谱 (ATR一FTIR)、DMA和UV等分析结果指出，流延于玻璃模板和聚四氟乙烯模板的共混膜中梭甲基甲壳素的含量分别低于35wt%和65Wt%时，共混膜具有较好的相容性，导致共混膜的透光率、热稳定性和力学强度高于单纯WPU膜。值得注意的是，在所有的共混比例范围内，以聚四氛乙烯为模板的共混膜比以玻璃为模板的共混膜具有更好的相容性以及更高的储能模量、热稳定性、拉伸强度和耐溶剂性能。它们性能的差别是由于在聚四氟乙烯模板上制备的共混膜具有较高的密度。由此认为，流延于聚四氟乙烯模板的两种含亲水基的共混高分子因受到模板表面的排斥而挤向内部，并彼此紧密地缠结在一起而形成致密的内部结构。从而证明，固体模板的亲水性和僧水性强烈地影响流延膜的结构和性能，对于具有亲水性特征的共混高分子材料，使用僧水性模板比采用亲水性模板更能有效地提高膜的相容性和物理性能。在此，提出一种模型描述水性聚氨酷和狡甲基甲壳素与僧水性模板表面的相僧性作用，致使这两种大分子被模板排斥而挤向内部并互相穿透而形成致密的半一企N结构。 为研究不同的交联方法和硝化壳聚糖含t对共混膜的结晶行为和相容性的影响，将聚醋型聚氨酷(PU)分别通过三轻甲基丙烷(下MP)的轻基进行外交联以及聚氨醋预聚物本身的NCO基团进行内交联，并与硝化壳聚糖(NCH)共混后流延制备半.IPN材料，依次编号为PtJNT和Pt网JN。ATR.FTIR的分峰技术和WXRD的测试结果显示，PUNT膜的结晶度比聚氨酷膜有显著降低，表明外交联的PUNT膜中共混组分PU和NCH之间存在较强的分子间相互作用和较完全的穿透和缠结，从而破坏了聚氨酷原有的有序排列。一系列实验结果揭示，当NCH含量从5 wt%提高至30M%时?