生物质资源是一类储量丰沛的可持续的再生资源,是不可再生的石化资源的理想替代物。生物基高分子材料是由生物质资源制备而来的高分子材料,符合可持续发展的战略需求。尿素由于其生物质属性、可再生属性及独特的反应属性,可用于合成性能优异的生物基高分子材料。本论文主要研究尿素的衍生化（醇解和胺解）及其在高分子材料合成中的应用,通过催化剂筛选、分子设计、单体制备,最终达成新型尿素基高分子材料的制备,并通过性能研究进一步了解材料的构效关系。本论文的主要研究和结果如下:（1）通过催化剂筛选发现尿素醇解的高效催化剂——强碱氢氧化铯（Cs OH）和Lewis酸异辛酸亚锡（TEH）,这两种催化剂的最佳反应温度均为150℃,最佳用量均为5 mol%。尿素的胺解在有或无催化剂条件下均有较高转化率。（2）利用新型非异氰酸酯法（即尿素胺解-醇解法）制备脂肪族聚氨酯,所得聚氨酯玻璃化转变温度在20℃左右,熔点在110-140℃之间。由于目前该法制备的聚氨酯分子量不够高,我们通过加入ZnCl2改进聚合工艺,改善了材料的力学性能。同时将尿素作为反应型溶剂进行淀粉改性,所得尿素醇解改性淀粉（UST-2h和UST-4h）具有较好的水溶性,溶液成膜样品的杨氏模量分别为510 MPa和480 MPa,断裂伸长率分别为5%和6%。这种方法也可以推广应用于其它生物基多糖如纤维素的改性。（3）利用尿素的胺解产物二羟烷基脲与碳酸二甲酯制备了聚脲碳酸酯（PUC）类玻璃高分子材料（vitrimer）,并提出了“基团复活诱发交联（GRIC）”机理——PUC主链中脲基的NH基团在TBD催化下被激活（基团复活）,与碳酸酯基发生交换反应,生成脲基甲酸酯交联位点和端羟基,使PUC具备交联网络。同时,由于脲基甲酸酯交联点与游离羟基可以发生酯交换反应,使得交联网络动态可逆。PUC交联网络的流变行为及其可重复加工性证实了该材料的类玻璃高分子属性。PUC-5与PUC-6的脲基甲酸酯交换活化能分别为135.6和107.8 k J/mol,拓扑冻结转变温度（Tv）分别为82.1和121.6℃。PUC-5和PUC-6具有良好的力学性能,弹性模量分别为4.1和50.6 MPa,拉伸强度分别为18.7和23.4 MPa,断裂伸长率分别为870%和410%。GRIC策略具有很高的潜在科学研究价值,可以进一步推广至其它新型类玻璃高分子材料的设计开发,为高性能生物基高分子材料的设计开发提供一种新的思路。