聚氨酯弹性体（PUE）具有良好的弹性、耐磨性、耐油性、耐臭氧性、抗辐射性、生物相容性等，已被广泛应用于建筑节能、轮胎行业、食品包装、胶黏剂、医用器具以及防水材料等领域。但是，由于PUE耐热性较差，限制了其在一些领域的应用。因此，同时提高PUE材料的力学性能和耐热性成为目前探究的热点。通常，制备高性能聚氨酯弹性体主要通过两种途径：一是选择新型结构的原材料并设计新配方；二是在PUE体系中添加稳定性好和机械强度高的无机粒子。本论文详细研究了聚四氢呋喃醚二醇（PTMG）的分子量、预聚体中NCO%的含量、扩链剂类型以及扩链系数对TDI-80和TDI-100两种PUE力学性能的影响，确定了PTMG/TDI-100体系为最佳聚氨酯基体配方，然后以该配方为基体，采用原位聚合法，石墨为填料，制备出三类PUE复合材料，研究了石墨粒径、偶联剂种类以及石墨含量对石墨/PUE复合材料性能的影响。通过傅立叶红外光谱法（FT-IR）、扫描电子显微镜法（SEM）、X射线衍射法（XRD）、拉伸性能测试、抗撕裂性能测试和差示扫描量热法（DSC）等测试方法对其微观结构、力学性能和耐热性进行了详细的探讨和研究。结果表明，采用原位聚合法，以E-300为扩链剂，KH-560为偶联剂，石墨（500目）为填料，添加量为15%时所制备的石墨/PUE复合材料综合性能最佳。与空白相比，其拉伸强度提高了28.2%，撕裂强度提高了24.5%，熔融温度升高了44℃。