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混炼型聚氨酯(MPU)具有高强度、高耐磨、优异的耐溶剂性等优点,可以采用橡胶的加工成型方式进行加工,因此可作为一种特种橡胶来使用。但MPU在高频的动态条件下由于滞后作用而产生大量热量,导致MPU制品容易被破坏,限制了MPU在动态条件下的应用。微相分离结构对聚氨酯(PU)的性能有着重要的影响,而MPU中硬段含量较低,导致其微相分离结构有别于常规PU材料且不易测量表征。本论文用预聚体法,以PTMG为软段和α-甘油烯丙基醚为扩链剂,分别改变R值、硬段含量和异氰酸酯类型从而合成不同结构的MPU。采用IR、~1H-NMR、TG、旋转流变仪、门尼粘度仪等对MPU结构进行表征,并研究了不同结构对MPU的加工流变性能和微相分离结构的影响;采用预处理方法制备MPU/NR并用胶用来改善MPU动态生热大的问题,通过流变方法对并用胶的硫化动力学进行了研究;采用SEM、DMA等对MPU/NR硫化胶的力学性能、耐磨性能、动态机械性能及微观形貌进行表征。主要研究结果如下:FTIR、~1H-NMR结果表明已经合成了所需结构的MPU材料。TG结果表明,当异氰酸酯为MDI,硬段含量为20%时,随着R值的增大,MPU的热稳定性降低;当异氰酸酯为MDI及R值为0.93时,随着硬段含量的增加,MPU热稳定性减弱;当R值为0.93,硬段含量为20%,不同异氰酸酯结构MPU的热稳定性大小为HMDI型>MDI型>TDI型。门尼粘度数据表明,当异氰酸酯为MDI,硬段含量为20%时,随着R值的增大,MPU的门尼粘度增加;当异氰酸酯为MDI及R值为0.93时,随着硬段含量的增加,MPU的门尼粘度也增加;当R值为0.93,硬段含量为20%,异氰酸酯对MPU的门尼粘度大小影响为:TDI>MDI>HMDI;在所合成的范围内,异氰酸酯为MDI、R值为0.93、硬段含量为20%的MPU有最好的加工性能。随着R值和硬段含量的增加,MPU的氢键化程度增大;当R值为0.93,硬段含量为20%时,异氰酸酯结构对MPU氢键化程度影响规律为:HMDI>TDI>MDI。变温红外表明了,升高温度可以破坏MPU中羰基所形成的氢键,而氢键的破坏温度开始于84℃。旋转流变结果表明,随着R值和硬段含量的增加,黏弹转变点向高温移动,不同异氰酸酯结构MPU的黏弹转变点温度为:TDI>MDI>HMDI。随着温度的升高损耗模量的一阶导数曲线有出现两个明显的转折点,第一个转折点的温度范围在84-90℃之间;第二个转折点的温度范围在136-146℃之间。随着R值和硬段含量的增大,MPU剪切粘度及零剪切粘度都增大,异氰酸酯结构不同时MPU的零剪切粘度大小为:TDI>MDI>HMDI。R值为0.91和0.93时TTS主曲线无偏移,R值为0.95和0.97时TTS主曲线明显偏移,偏移温度为140℃;硬段含量为20%时TTS主曲线无偏移,当硬段含量为21%和23%时TTS主曲线失效;异氰酸酯为MDI时TTS主曲线无偏移,异氰酸酯为HMDI和TDI时TTS主曲线失效,表明了随着R值和硬段含量的增加,MPU的微相分离程度增大,开始发生分离的温度在140℃附近,HMDI型和TDI型MPU的微相分离程度大于MDI型MPU。Han曲线对于MPU微相分离的敏感性较差,不能很好的表示出微相分离的程度;Cole-Cole曲线能够更加精确的反映MPU内的微相结构差异。在160℃下对R值为0.93,硬段含量为20%的MDI型MPU进行预处理,并与NR并用。当预处理时间为2min时预处理MPU胶料无交联结构生成,超过4min后胶料产生一定的交联结构,表明短时间预处理效果较好。硫化动力学研究结果表明,当预处理时间为0min、2min、4min时,诱导期的活化能分别为82.71 k J/mol,71.87 k J/mol和81.77 k J/mol,表明预处理一定程度上提高了MPU硫化过程中诱导期阶段的反应活性,改善采用硫磺硫化体系的MPU/NR并用胶的硫化不匹配的问题。当预处理时间为2min,MPU/NR并用比为75/25时,预处理并用胶的拉伸强度比未预处理的提高了57.3%,疲劳寿命延长了119.1%,疲劳温升降低了40.5%,阿克隆磨耗值减小了34.6%,表明预处理可以提高MPU和NR并用胶力学性能,改善耐磨性能和动态性能。DMA数据表明,与MPU/NR相比,PMPU/NR在0℃时损耗因子略微提升,在60℃时损耗因子明显下降,表明了预处理能够有效的降低并用胶的滚动阻力。