聚氨酯弹性体兼具橡胶和塑料的力学性能,可采用注射、吹膜、挤出、纺丝等方法制备成各种工业制品,产品因其好的耐磨性、高的强度、抗撕裂、耐化学腐蚀等性能被广泛应用于各个领域。聚氨酯弹性体在受力过程(如拉伸)中会出现应力软化以及滞后等现象,这些现象与其受力过程中内部分子的热运动密切相关；此外,不同的制备方法对聚氨酯弹性体的性能影响很大,如熔纺氨纶在拉伸过程中所表现出的力学性能比干纺氨纶差,这种性能的差异是由两者受力过程中微观结构的变化差异决定的。因此,研究聚氨酯弹性体受力过程中微观结构的变化及分子热运动具有重要的理论和应用价值。红外热像技术作为一种在线检测手段常被用来研究材料表面的温度变化,能很好的反映形变热效应特征。采用红外热像仪和拉伸试验机联用技术同步跟踪拉伸-回复过程中聚氨酯弹性体表面温度和负荷变化情况,通过受力过程中热量(温度)的变化来分析其内部微观结构变化。具体的研究内容和结果概括如下：1.研究了干纺氨纶拉伸-回复过程表面温度的变化,分析了过程中出现的应力软化现象。采用高弹-粘弹本构模型描述此了过程中的力学行为和热效应。研究表明,初次拉伸氨纶结构发生了重组,产生了不能回复的摩擦热。此外,根据热力学第一定律对氨纶拉伸-回复过程内能的变化情况进行了初步探讨。2.对比了干纺聚氨酯和熔纺聚氨酯的力学性能以及拉伸-回复过程力学行为和热效应特征差异。结果显示,干纺聚氨酯的应力软化程度大于熔纺聚氨酯,在温度上表现为干纺聚氨酯前两次拉伸过程温度差值要大于熔纺聚氨酯。采用分子运动模型描述了产生这些差异的结构原因。研究表明,与熔纺聚氨酯相比,干纺聚氨酯内部的氢键密度更大,物理交联点数目更多,初次拉伸过程中结构变化需要克服更大的阻力,从而表现出更好的力学性能。3.采用溶液共混法制备了热塑性聚氨酯／凹凸棒土(TPU/AT)复合材料。通过扫描电镜、傅里叶红外光谱、红外热像仪和拉伸试验机联用技术研究AT的加入对TPU基体的影响,结果显示：一定含量AT的加入影响了TPU基体中的氢键作用,并显著提高了其力学性能。AT对TPU基体拉伸-回复过程热效应也产生了影响,TPU/AT复合材料初次拉伸的温度升高值和应力值均较纯TPU大,前两次拉伸过程温度的差值和应力软化效应也比纯TPU明显。采用分子运动模型描述产生这种影响的结构原因。研究表明, AT粒子与TPU基体间能形成物理交联点,使得形变过程中分子链运动受到阻碍,最终影响了拉伸-回复过程中力学行为和热效应。