热塑性聚氨酯弹性体(TPU)是一种由软段和硬段组成的嵌段共聚物,具有高强度、高耐磨、高回弹等优良的综合特性。随着社会的发展,TPU逐渐被应用于高档服装、航空航天、生物医用等领域,这也对TPU力学、热学、表面、生物等性能提出更高的要求。本研究基于稀土元素具有特殊的4f空轨电子结构易与聚氨酯中极性基团形成配位键的特点,以高活性、易配位的纳米稀土为改性剂,制备得综合性能优异的纳米稀土改性TPU弹性体。首先,采用超声辅助沉淀法制备得纳米稀土氧化物,再通过超声与搅拌复合手段使其均匀分散于TPU制备体系,进一步采用原位本体聚合一步法制备得纳米氧化物改性的热塑性聚氨酯弹性体。该方法具有工艺简单、实验可控、绿色环保的优点。其次,研究了纳米轻稀土对TPU化学结构、微相分离程度和TPU硬段结晶情况的影响。SEM观察结果表明,纳米稀土均匀分散于TPU基体并促进TPU微相分离；FTIR结果表明纳米稀土可以与TPU相互作用进而影响其微相分离；XRD测试结果表明,由于纳米稀土的引入TPU硬段结晶衍射峰发生偏移；进一步,我们对纳米稀土与TPU作用机理进行了初步探讨。最后,考察了纳米稀土对TPU力学、热学、表明和生物性能的影响。结果表明,当纳米氧化钕的引入量为0.5 wt%时,TPU拉伸强度提高了89%;当纳米氧化镧的引入量为0.5 wt%时,TPU断裂伸长率提高了38.8%。热失重测试结果表明,引入0.7 wt%的氧化铈和氧化镧分别使TPU初始分解温度分别提高了18和24℃。而且,由于纳米稀土的引入,TPU弹性体表面疏水疏油性明显提高而表面自由能降低,且血液相容性和生物相容性均发生显著提高。