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近年来，随着体育运动竞技水平的提高，在运动场上对运动器材的材料有着更高的要求，环氧树脂作为一种重要的高分子材料，具有粘结性好、高力学强度、收缩率低、固化工艺简单等优点，但在固化成型后存在脆性高、耐温差、磨损大等缺点使其在体育器材应用中受到了很大的局限性。本文旨在采用有机无机材料改性环氧树脂，以改善环氧树脂的摩擦磨损性能为主要目标。首先用聚氨酯对环氧树脂进行增韧，继而采用氧化石墨烯和笼型倍半硅氧烷填充聚氨酯-环氧树脂基体，分别研究氧化石墨烯和笼型倍半硅氧烷增强聚氨酯-环氧树脂复合材料的拉伸性能、动态力学性能和磨损性能，试图找到有机无机改性体系中，动态力学性能和拉伸模量等对摩擦性能影响的规律。 首先，通过改性剂间苯二酚二缩水甘油醚对端异氰酸酯基聚氨酯(NCOPU)进行封端，合成一种新型端环氧基聚氨酯(EPU)，分析结果表明EPU已成功合成。研究EPU含量对复合材料的拉伸性能、动态力学性能和摩擦磨损性能的影响。对于环氧树脂的拉伸性能而言，加入EPU使得环氧树脂拉伸模量降低，拉伸断裂伸长率提高，储能模量和玻璃化转变温度略有降低，环氧树脂的柔韧性得到改善。环氧树脂的摩擦磨损性能研究表明，加入EPU，摩擦磨损率降低，摩擦系数比纯环氧树脂略微增加，这是因为加入EPU使得材料的模量降低，摩擦过程中，磨屑形成和剥离的过程减慢，树脂以粘着磨损为主，整体的磨损率降低，表面粗糙度增大。在实验载荷200N和300N条件下，含量为4wt％时EPU-EP复合材料的磨损率均为最低，分别为2×10-7g/(Nm)和1.31×10-7g/(Nm)，较纯EP降低了71.0％和32.9％，复合材料的耐磨性得到很大的改善。 其次，在氧化石墨烯(GO)改性聚氨酯-环氧树脂(EPU-EP)体系中，为提高GO与树脂基体的界面作用，分别采用KH550、KH560对GO进行表面修饰，FT-IR、Raman、XRD、XPS、TGA、SEM和TEM等分析结果表明，KH550、KH560已经成功接枝到GO表面上，其中KH550-GO的剥离程度最佳，分散性较好，热稳定性高。KH550、KH560改性氧化石墨烯的加入明显提高了基体树脂的拉伸强度和拉伸模量，同时初始热分解温度也提高了12℃。尤其是KH550-GO的加入对树脂基体拉伸性能的改善更为明显。此外，KH550-GO改性EPU-EP的摩擦系数降低，当载荷为200N时，添加量为0.1wt％，复合材料摩擦系数最低，为0.357。磨损率在300N载荷下随着KH550-GO添加量的增大降低了86.7％，以粘着磨损为主。而KH560-GO的加入并未有效改善复合材料的摩擦系数，但KH560-GO/EPU-EP复合材料的磨损率较EPU-EP复合材料均有不同程度的降低，表明复合材料的耐磨性得到了较大的改善。这些结果是由于两种不同的硅烷偶联剂改性氧化石墨烯在结构上的差异所引起的，KH550-GO的表面基团为氨基，在固化过程中，有利于固化速度的加快，所以固化后交联密度增加，材料的强度、模量都比相应的KH560体系升高，改性树脂的耐摩擦性能提高，表面磨损降低。 最后，研究了不同添加量的八氨基苯基倍半硅氧烷(OAPS)对EPU-EP复合材料耐热性能、拉伸性能以及动态力学性能的影响，同时探究了在干摩擦条件下OAPS添加量和载荷对OAPS/EPU-EP复合材料摩擦磨损性能的影响。结果表明，OAPS的加入有效改善了复合材料的耐热性能。当OAPS添加量为0.1wt％时，其初始热分解温度T5％最佳，较EPU-EP复合材料高9℃，并且随着OAPS的加入，OAPS/EPU-EP复合材料的Tg均有所上升，同时拉伸强度和拉伸模量也逐渐增大。另外，与EPU-EP相比，磨损率随OAPS添加量的增加而逐渐减少，其摩擦机理是磨粒磨损和粘着磨损共存。