聚氨酯弹性体是一种介于普通橡胶与坚硬塑料之间的高分子聚合物,由于其特殊的软硬段嵌段结构,赋予了它广泛用途。自从发现聚氨酯较大电致伸缩形变后,近年来出现了很多对电致伸缩的基础原理及其测量方法的报道,但是对于聚氨酯弹性体结构以及掺杂高介电常数无机物与电致伸缩系数关系的研究较少。本文制备了一系列热塑性聚氨酯及其纳米钛酸钡的复合弹性体,并对其结构和性能作了研究;采用数字散斑干涉法测量聚氨酯弹性体及其复合物的电致伸缩应变,初步探讨了影响聚氨酯弹性体电致伸缩性能的一些因素。首先采用Williamson反应制备几种小分子二元醇作为扩链剂,以己二酸、丁二醇、新戊二醇缩聚制备带有甲基侧链的聚酯二元醇,与4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯缩聚,采用溶液浇注法获得一系列硬段含量为30%左右的热塑性聚氨酯弹性体。此外,按不同异氰酸酯指数制备了一系列聚氨酯弹性体。通过对获得的弹性体进行了热性能、力学性能、电学性能及其电致伸缩的表征。实验发现不同的硬段结构对聚合物的力学性能、热性能以及电致伸缩性能有较大的影响;而小范围的改变异氰酸酯指数,对它们的影响较小。其次,通过原位共聚合的方法将纳米钛酸钡掺入聚氨酯弹性体中,制备了一系列聚氨酯/纳米钛酸钡复合弹性体。考察了纳米颗粒在基体中的分布情况,结合压缩模量以及介电常数,电致伸缩应变,对电致伸缩的机制作了初步的探索。实验发现在聚氨酯弹性体中掺入纳米钛酸钡,复合弹性体的硬度、介电常数随着纳米钛酸钡含量的增加而增加;而压缩模量在加入量达到24wt%后才有所增加;复合弹性体的玻璃化转变温度与纯聚氨酯弹性体相比有所降低,并且随着钛酸钡含量的增加而逐渐出现较明显的晶相转变吸热峰;聚氨酯弹性体和纳米钛酸钡/聚氨酯弹性体复合材料在外加高电场的作用下,随着高压电源的开合,其应变呈现出相应的收缩与回复;掺入纳米钛酸钡后,随着其含量的增加,聚氨酯弹性体的电致伸缩系数出现先增加后降低的趋势。