传统聚氨酯由于使用有毒异氰酸酯化合物,不符合绿色环保需求。环碳酸酯与有机多元胺开环反应生成氨基甲酸酯,可用于制备新型无异氰酸酯的聚氨酯材料（PHU）。环碳酸酯的制备通常需要高压下环氧基团与CO₂加成反应,工艺较复杂。本文在常压条件下制备多种环碳酸酯和PHU树脂,表征了产物的结构与性能,研究合成工艺对PHU性能的调控规律。（1）利用二异氰酸酯和甘油碳酸酯（GC）反应,常压条件下制备5种二官能度环碳酸酯,产物为无色或黄色透明固体,通过氢核磁共振谱分析发现其纯度均高于95%。优化获得最佳反应工艺,即反应时间为8h,反应温度25-35℃,催化剂添加量0.2%,-OH/-NCO摩尔比为1.1:1。采用二官能度环碳酸酯与多元胺反应制备PHU涂料,研究PHU力学性能、耐化学品性和热稳定性的影响因素,发现小分子二胺的链段越长,产品硬度越低,柔韧性越好,优选多元胺结构可获得综合性能较好的PHU涂层,使得涂膜玻璃化温度高于50℃,硬度高达4H,柔韧性小于2mm,抗冲击性高达95 kg·cm。TGA分析发现通过环碳酸酯和PEI固化的产物具有较好的热稳定性,其T_5%在242-276℃间。（2）以甘油、赤藓糖醇、木糖醇和山梨醇等生物基多元醇为原料,与丁二酸酐发生半酯化反应制备生物基多元羧酸,获得最佳的反应条件为:反应温度为120℃,反应时间为6h,乙酸乙酯作为溶剂,催化剂DMAP为0.1%。将生物基多元羧酸与甘油碳酸酯反应合成生物基多官能度环碳酸酯,优化反应条件为:反应温度140℃,催化剂添加量3%,GC添加量为羧基含量1.2倍。产物谱图证明高温法可制备生物基多官能度环碳酸酯。将制备的生物基多官能度环碳酸酯与有机胺反应制备PHU材料,发现HMDA固化的PHU材料性能优异,其涂膜硬度HB,耐冲击性能100 kg·cm,柔韧性为1级;IPDA固化的PHU涂膜硬度高达2H。4种环碳酸酯的固化产物具有较好的耐化学品性,其吸水率小于20%,吸甲苯率小于0.5%;4种环碳酸酯涂膜还具有较好的热稳定性,其T_5%在235℃以上。